EP3473939A1 - Method for operating a heating assembly and heating assembly - Google Patents

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EP3473939A1
EP3473939A1 EP18199316.3A EP18199316A EP3473939A1 EP 3473939 A1 EP3473939 A1 EP 3473939A1 EP 18199316 A EP18199316 A EP 18199316A EP 3473939 A1 EP3473939 A1 EP 3473939A1
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EP
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actuator
flow
actuator opening
temperature
room
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EP3473939B1 (en
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Tillman Faßnacht
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Viessmann Climate Solutions SE
Original Assignee
Viessmann Werke GmbH and Co KG
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    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
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    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F24D19/1015—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating using a valve or valves
    • F24D19/1018—Radiator valves
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1927—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors
    • G05D23/193—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces
    • G05D23/1932—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces to control the temperature of a plurality of spaces
    • G05D23/1934—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces to control the temperature of a plurality of spaces each space being provided with one sensor acting on one or more control means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/02—Fluid distribution means
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/04—Sensors
    • F24D2220/042—Temperature sensors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating a heating system in a building and a heating system.
  • a method for dynamic reference space control of a heating system should be specified.
  • the flow temperature of a heat-conducting medium provided in a heating system is determined as a function of a measured outside temperature (weather-compensated flow temperature control) or as a function of a room temperature of a reference space (reference space control).
  • the weather guidance has the possible disadvantage that the flow temperature is set only in dependence on the outside temperature but there is no feedback of the building. Then, for example, can not be detected if too high a heating curve is set, so that always an unnecessarily high flow temperature is provided. In addition, in this case it is generally not intended to take into account internal and external external energy inputs when determining the desired flow temperature.
  • the weather-compensated flow temperature control can thus promote too high energy consumption.
  • the flow temperature of the heat-conducting medium is determined as a function of state parameters, for example a room actual temperature of a predetermined reference space.
  • state parameters for example a room actual temperature of a predetermined reference space.
  • Thermal-hydraulic unfavorable means that the heat losses of the room in relation to the installed heating power are particularly high, or that the room is supplied worse than others with the heat-carrying medium, for example, because the hydraulic resistance of the lines, the heat-carrying medium from a heat generator lead to a radiator in the reference space is relatively large. If a thermally-hydraulically particularly favorable space is defined as the reference space, this can result in that other rooms are only supplied with insufficient heat, so that not all rooms can be heated up to a respectively predetermined desired room temperature.
  • the room thermostats can be used to specify a desired room temperature for each individual room.
  • the published patent application DE 100 447 34 A1 an arrangement for adapting a heater to the actual heat demand. Within several rooms is a single room control over Radiator thermostatic valves provided. The flow temperature of the heater is determined by a controller or a control of a heat generator.
  • the room temperature in each heatable room of a building is regulated by adjusting actuator openings in actuators, for example room thermostats, of radiators by individual room controllers to a global or separately adjustable room temperature setpoint.
  • actuators for example room thermostats
  • the individual room controllers can set a mass flow of a heating medium through the respective radiators via the actuators. In this case, however, usually no feedback of the individual room controller is provided to the flow temperature.
  • a method for operating a heating system in a building in which aspects of a single-room control are combined with aspects of a reference-space control to a dynamic reference-space control.
  • the reference space is not fixed, but is determined dynamically as a function of manipulated variables of the individual room controllers.
  • the invention relates to a method for operating a heating system in a building with at least one heatable space.
  • the method is described below with reference to a heating system for heating rooms of a building, the method can generally also on an HVAC system (installation of heating, ventilation, air conditioning and refrigeration), for example, an air conditioning system for cooling rooms , be applied.
  • HVAC system installation of heating, ventilation, air conditioning and refrigeration
  • the term "radiator” can then be replaced by a heat sink or a ventilation unit.
  • the invention also relates to a heating system in a building with at least one heatable space.
  • the heating system is configured to carry out the method according to the invention.
  • the heating system comprises at least one radiator per heatable space, in total therefore at least one or more radiators, which may be arranged in separate rooms.
  • the building may comprise more than one heated room and one or more unheated rooms.
  • a heated room may have more than one radiator to heat the room.
  • the heating system further comprises at least one heat generator for heating a fluid heat-conducting medium (carrier medium).
  • the heat generator may be, for example to be a conventional boiler fueled by a fuel such as gas, oil, coal or wood.
  • the heating system can also have a solar collector and / or a heat pump, a combined heat and power plant or another heat generator as the heat generator. If the method is applied to an air conditioning system for cooling or ventilation, the heat generator is replaced by a corresponding cold generator or an air flow generator and in the rooms are arranged in addition to the radiators or instead of the radiator according to heat sink or air outlets.
  • a surface heating can be used for heating and / or cooling a room.
  • the fluid heat transfer medium may be, for example, a liquid such as water or a gas or gas mixture such as air.
  • the carrier medium flows from the at least one heat generator via at least one flow to the radiators and from the radiators via at least one return back to at least one heat generator.
  • the carrier medium transports heat to the radiators and transfers them to the room to be heated.
  • at least one pump is arranged in the flow and / or in the return.
  • the pump can also be arranged in the heat generator or in the radiators.
  • the heating system can include several heating circuits. Accordingly, several pumps, for example, one pump per heating circuit, can be provided.
  • a temperature sensor is arranged in the flow.
  • a radiator is designed to deliver the heat transported by the carrier medium to the room.
  • the heating power delivered by a radiator generally depends on its surface, on the temperature of the carrier medium and on the volume flow or mass flow of the carrier medium through the radiator.
  • a radiator for example, a wall heater, such as a radiator, a convector, a sectional heating element or a surface heater, be.
  • a radiator can also be an element of underfloor heating and / or wall heating.
  • Each radiator comprises an actuator for adjusting a volume flow or mass flow through the radiator.
  • Such an actuator can be designed, for example, as a valve, via the valve lift of the volume flow (or mass flow) can be adjusted by the radiator.
  • the actuator may in particular comprise an electrically controllable actuator.
  • the actuator may be, for example, an electric motor.
  • a pump may also be provided per heater as an actuator for adjusting the mass flow or volume flow through the radiator. By adjusting the delivery rate of the pump can thus be determined by the mass flow or volume flow through the heater.
  • a degree of opening of a valve or a delivery rate of a pump can be used as a control variable for controlling the room temperature.
  • the set actuator opening determines the volume flow or mass flow through the respective radiator. The further an actuator is open, the greater the volume flow or mass flow.
  • An actuator may also be configured to accept only the states fully closed or fully open. The actuator opening may then be influenced, for example (as a time average), by a time variation of the open and closed states.
  • the heating system may further comprise an adjusting device, wherein at least one adjusting device is provided per room, which is assigned to the one or more radiators of the room, and is configured for setting their actuators.
  • a set room temperature for the room can be specified via the setting device.
  • the setting device can have a suitable user interface or a suitable operating element.
  • Each adjustment device may further comprise a communication device for communicating with a central control device of the heating system.
  • the communication can be wired or wireless.
  • the central control device regulates or controls the heat generator (WE) in order to set the flow temperature of the carrier medium to a flow setpoint temperature.
  • the central control device may have a plurality of separate controllers.
  • the central control device can be configured to make adjustments to the at least one adjustment device.
  • the control device can be configured to transmit limit value specifications or control parameters for the room temperature controller to the at least one setting device or to specify setting levels for the actuating elements.
  • the limit values can be determined by the central control device as a function of parameters which are transmitted from the at least one setting device to the central control device. The following describes such a method.
  • the setting devices of the individual rooms can preferably be networked with one another in order to exchange data or forward it to the central control device.
  • the central control device can in particular also be a component of the heat generator, or individual functions, such as, for example, the control or regulation of the pump, can be implemented in a control or regulation of the heat generator.
  • the central control device can also have a suitable user interface, via which a set room temperature can be preset simultaneously for each room or even for several rooms.
  • the central control device and / or the setting devices may alternatively or additionally be controllable via a smartphone app.
  • An actual room temperature can be detected via an external temperature sensor arranged in the room or arranged internally in the setting device.
  • the heating system in particular the setting device or the central control device, comprises at least one room temperature controller for adjusting an actuator opening of the actuator or the actuators of the arranged in at least one heatable radiator or the radiator arranged in space in response to a predetermined desired room temperature and detected by the temperature sensor Jardinisttemperatur ,
  • the heating system can include one room temperature controller for each room.
  • the room temperature controller may have an electronic control unit which generates suitable control signals as a function of control parameters and / or measured values and / or setpoint values and outputs them to the actuator.
  • the room temperature controller can be designed as a microcontroller with PI controller or PID controller.
  • the room temperature controller is configured to set the degree of opening of the actuator as a function of a given room set temperature and the detected room temperature, so that the room temperature controller controls the room temperature to the room set temperature. The degree of opening of the actuator is thus the manipulated variable and the room temperature is the controlled variable.
  • the method comprises the following steps: First, the heat generator is operated at a first flow temperature preset by the control device, and the room temperature controller of the at least one radiator is operated with a first set of control parameters. Subsequently, a current actuator opening of the actuator of the at least one radiator is detected. The process step of detecting the actuator opening may, for example, be performed by the adjusting device. The detected actuator opening can then be transmitted via the communication device to the central control device.
  • a second desired flow temperature is determined as a function of the detected current actuator opening of the actuator of the at least one radiator.
  • the determination of the second flow setpoint temperature can be carried out, for example, by the central control device.
  • a second set of control parameters is determined as a function of the current actuator opening of the actuator. This process step can be carried out, for example, by the central control device or by the adjusting device.
  • the heat generator is operated at the second flow setpoint temperature.
  • the central control device regulates the flow temperature to the second flow setpoint temperature.
  • a control of the actuator opening in the reference space can be realized simultaneously.
  • By adjusting the flow temperature to the new setpoint it is achieved that the opening degree of the actuator in the reference space is set to a predetermined setpoint.
  • the second desired flow temperature can thus be determined in particular in dependence on the detected current actuator opening in the reference space and a target value for the actuator opening in the reference space.
  • the room temperature controller of the at least one radiator is now operated with the second set of control parameters. This can be achieved that the room temperature controller has an optimized response in all working areas of the actuator. This aspect will be further described below.
  • a set of control parameters for the corresponding room temperature controller can be determined separately for each room.
  • the redetermining of the flow temperature as a function of the actuator opening in the reference space is uniform for a heating circuit.
  • only one flow temperature per heating circuit is determined, while for each heatable space of a heating circuit respectively optimized control parameters are determined.
  • Decisive for determining the second flow temperature is in particular the actuator opening in the reference space.
  • the reference space may, for example, be determined as the space in which the currently detected actuator opening is greatest.
  • the maximum actuator opening will be set especially in the most thermo-hydraulically unfavorable space, which thus becomes the reference room. Since the flow temperature is determined in dependence on the actuator opening in the reference space, it can thus be ensured that all rooms are sufficiently and as evenly supplied with heat.
  • the heating system can have one heating circuit or several separate or parallel heating circuits.
  • Each heating circuit has its own flow and its own return. Accordingly, one pump each in the flow and / or in the return can be arranged for each heating circuit.
  • the flow temperature can be set independently of the flow temperature in other heating circuits. This can be achieved for example by the use of mixers. Especially in buildings with several floors, the use of multiple heating circuits may be useful. For example, a separate heating circuit can be provided for each floor. In addition, separate heating circuits for underfloor heating and radiator heating with different flow temperatures can be provided in a heating system. If the heating system has several separate or parallel heating circuits, the method according to the invention can be carried out individually for each heating circuit and in particular independently of the other heating circuits.
  • the setting of the actuator openings is made locally in each room and each radiator by the respective adjusting device, as a function of the deviation of Jardinisttemperatur of the desired room temperature.
  • the flow temperature setpoint is specified as a function of the maximum currently set actuator opening and a target value for the maximum actuator opening by the central control device.
  • the adjusted by the setting means actuator opening is generally dependent on the flow temperature, since the heating power of the radiator depends on the flow temperature.
  • a preferred method may include a step of detecting the currently set actuator openings of all heaters. From this, the maximum currently set actuator opening can be determined. The room with the maximum currently set actuator opening is set as the reference room. The aim of the method is to regulate the actuator opening in the reference space to a desired value. The desired flow temperature can be determined as a function of a difference between the maximum currently set actuator opening and the predetermined setpoint for the maximum actuator opening. The heat generator can then be operated as a function of the specific flow setpoint temperature.
  • the method may include decreasing the flow setpoint temperature if the maximum currently set actuator opening is less than the predetermined setpoint value for the maximum actuator opening. Accordingly, the flow temperature setpoint is increased if the maximum currently set actuator opening is greater than the predetermined setpoint for the maximum actuator opening. As a result, the degree of the actuator opening in the reference space on the Control of the flow temperature set to the setpoint. This results in a coupling of the control circuits for the flow temperature and the actuator openings.
  • the actuators in all rooms are controlled by the respective room temperature controllers as a function of the difference between the current room temperature detected and the currently set room setpoint temperature.
  • a change in the flow temperature through the flow temperature control can lead to a corresponding change in the actual room temperature, which in turn can lead to an adjustment of the actuator opening by the room temperature controller.
  • the regulation of the flow temperature is thus coupled with the regulation of the room temperature. In this case, it may happen that the opening degree of an actuator in a room that was not a reference room becomes maximum, so that this room becomes the new reference room.
  • the method can thus run such that the central control device checks whether the maximum currently set actuator opening is greater or smaller than a predetermined setpoint value for the maximum actuator opening. If a relatively high flow temperature is provided, this can lead to the adjustment devices in the individual rooms operating the actuators of the heating elements with relatively small opening degrees, since a relatively small volume flow suffices to provide sufficient heating power for heating the respective spaces.
  • One aim of the method is to operate the heating system with the lowest possible flow temperature. Thus, if the central control device determines that the maximum currently set actuator opening is smaller than a predetermined setpoint, the flow temperature can be lowered. This will cause the adjustment means in the individual rooms, in particular in the reference room, to increase the opening degrees of the actuators in order to maintain a certain heating power.
  • the room temperature controllers only respond to deviations between the room temperature and the set room temperature.
  • a change in the flow temperature can lead to a change in the room temperature, which in turn has a reaction of the room temperature controller result.
  • the regulations are thus coupled with each other. How strongly a room temperature controller reacts to a deviation of the room actual temperature from the room set temperature depends on the control parameters of the room temperature controller.
  • a setpoint for the maximum actuator opening may be 90%.
  • the degree of opening of the actuator is given here as a percentage of the maximum possible actuator opening.
  • the central control device can lower the flow temperature so as to progressively, for example by a predetermined temperature change, until the maximum currently set value of the actuator openings (in the reference space) is 90%. Accordingly, an increase in the flow temperature can be made when the setpoint is exceeded.
  • the central controller may be configured to control the flow temperature to the maximum actuator opening.
  • the flow temperature can be set to the smallest possible value and, on the other hand, the largest possible volume flow can be achieved.
  • the set of control parameters for operating the room temperature controllers of the actuators with a current actuator opening is smaller than the maximum currently set actuator opening, ie in the at least one room that is not reference space, depending on the current actuator opening and the maximum currently set Actuator opening, in particular determined in each case depending on the difference between the current actuator opening and the maximum currently set actuator opening, if a specified condition is met.
  • This can serve, in particular, to amplify the response of the room temperature controller in the at least one clearing, which is not the reference space, by temporarily changing the control parameters, for example.
  • the maximum actuator opening has decreased within a predetermined time interval of, for example, five minutes, ten minutes or fifteen minutes by a predetermined amount. This can occur in particular if suddenly a foreign heat input takes place in the reference space.
  • a foreign heat input can be effected, for example, by solar radiation or using a source of external heat in the room.
  • the actual room temperature in the reference room can increase to such an extent that it exceeds the set room set temperature.
  • the room temperature controller reduces the opening degree of the actuator of the radiator (or the actuators of the radiator) in the reference space.
  • the actual room temperature in the room with the maximum currently set actuator opening (in the reference room) is greater than the set room temperature. This may be the case, for example, as a result of an external heat input and lead to a reduction of the flow temperature.
  • the response of the respective room temperature controller can be enhanced, for example by overriding the control parameters. This can lead to a different room becoming the reference room more quickly, since overriding the control parameters can result in a faster opening of the actuators.
  • control parameters may include that the currently set actuator opening in the reference space is smaller than the setpoint of the actuator opening for the reference space.
  • the central control device In order to control the actuator opening in the reference space to the desired value, the central control device will lower the flow temperature setpoint in this case. By lowering the flow temperature setpoint, the control device forces the room temperature controller to increase the degree of opening of the actuators.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a simple heating system 1 for a building with at least two heatable rooms R1, R2, each having at least one radiator HK1, HK2.
  • the radiators HK1, HK2 can be conventional wall radiators such as radiators or compact radiators.
  • the radiators HK1, HK2 can also be part of a floor heating or wall surface heating.
  • the building may also include other unheated rooms.
  • the heating system 1 has a heat generator WE, which may be, for example, operated with gas, fuel oil, wood or other fuel hot water boiler.
  • a flow VL flows from the heat generator WE heated fluid heat transfer medium, such as water, to the at least two radiators HK1, HK2.
  • the heat transfer medium flows from the radiators HK1, HK2 back to the heat generator WE via a return RL.
  • a pump P is arranged for example in the flow VL.
  • the pump P may be arranged instead of the flow VL in the return RL or in the heat generator WE itself.
  • the delivery rate of the pump P can be controlled or regulated, for example, via the pump speed.
  • Via a temperature sensor, not shown a flow temperature T VL of the heat transfer medium in the flow VL is measured.
  • the radiators HK1, HK2 each have a valve V1, V2 as an actuator for setting a mass flow or a volume flow of the heat transfer medium through the respective radiator HK1, HK2.
  • a valve V1, V2 for example, a Danfoss RA-N 10 valve with default N can be used.
  • the valve lift is also referred to below as the actuator opening or opening degree of the valve.
  • the valve lift can be measured, for example, as a percentage of the maximum valve lift.
  • the value of the valve lift can be specified in percent or as a decimal number.
  • the radiators HK1, HK2 each have an adjusting device E1, E2 with a temperature sensor (not shown) for determining a Jardinisttemperatur T R.
  • the temperature sensor may either be part of the adjustment device or be arranged as an external temperature sensor at a suitable location in the room.
  • the adjusting device E1, E2 can be arranged directly on the heating element HK1, HK2 or, for example, on a wall of the space R1, R2. Via the setting device E1, E2, a user can specify a desired desired room temperature T R, W. If several radiators are present in a room, the adjusting device arranged in the room can be configured to set all the valves of the radiators of a room.
  • the adjusting device E1, E2 further comprises a room temperature controller for setting and regulating the opening degree of the valve V1, V2.
  • the room temperature controller of the setting device E1, E2 is configured to regulate the valve lift as a function of a respective room setpoint temperature T R, W and the determined actual room temperature T R. Since the valve lift is set in each case for each room, an individual room control of the room temperature can hereby be realized.
  • the at least one room temperature controller may be arranged in the central control device Z or be designed as a separate element of the heating system.
  • the setting device E1, E2 comprises a communication device for communicating with a central control device Z of the heating system 1.
  • the communication device can communicate either via a suitable wired line and / or wirelessly with the central control device Z.
  • the setting devices E1, E2 can also be designed to communicate with one another, so that, for example, data (such as desired values, current measured values and / or other specifications such as control parameters) can be interchanged or forwarded to the control device Z.
  • the central control device Z of the heating system 1 controls or regulates the heat generator WE in order to set the flow temperature T VL of the carrier medium to a predetermined desired flow temperature T VL, W.
  • the control device Z for example, output control signals to an automatic burner control of the heat generator WE.
  • the central control device Z may be configured to regulate or control the delivery rate of the pump P to adjust a mass flow through the supply line VL and through the return line RL, respectively.
  • the central control device Z can also comprise the at least one room temperature controller.
  • the central control device Z may be a component of the heat generator WE or a separate device that communicates with the heat generator WE.
  • the control device is further configured to communicate with the setting devices E1, E2 of the radiators HK1, HK2, for example, to read out data or to specify desired values or control parameters.
  • the communication between the central control device Z, the pump P, the heat generator WE and the setting devices E1, E2 can each be wired and / or wireless.
  • the central control device Z, the pump P, the heat generator WE and the adjusting devices E1, E2 include corresponding interfaces.
  • the flow temperature T VL can be set to a specific setpoint T VL, W.
  • the control device Z output corresponding control signals to the heat generator WE and / or to the pump P and / or to corresponding Walkernikmischer.
  • the control of the flow temperatures for each heating circuit can be done in each case by means of controllable Walkernikmischer.
  • the flow temperature control by means of the control device Z can be done completely independent of the individual room control of the room temperatures by means of the room temperature controller.
  • the individual room controllers only regulate the room temperature depending on the deviation of the actual room temperature from the room set temperature. Since the set flow temperature However, as a function of the current actuator opening and a desired actuator opening in the reference space is determined, the two control loops are coupled together as already described.
  • a heating system 1 is shown with a heating circuit having two heating strands.
  • the two heating strands through the two spaces R1, R2 have substantially identical hydraulic resistances Rh1, Rh2. This means that with the same valve opening of the two valves V1, V2 flows in both strands, a substantially identical mass flow or volume flow.
  • the radiator HK1 in room R1 can thus emit more heat than the radiator HK2 in room R2 at the same temperature.
  • the heating load ie the heating power required to reach the desired room temperature, is approximately the same in both rooms R1, R2.
  • the quotient of installed radiator standard power and heating load is therefore significantly larger in room R1 than in room R2. Accordingly, in the case of the same mass flow through the two radiators HK1, HK2, a significantly lower flow temperature T VL would be sufficient in space R1 compared to space R2 in order to achieve the same desired room temperature T R, W.
  • the space R2 is thus the thermo-hydraulic unfavorable of the two rooms R1, R2.
  • a first space may also be thermally-hydraulically less favorable than a second space if the hydraulic resistance between the heat generator WE and a radiator arranged in the first space is greater than the hydraulic resistance between the heat generator WE and a radiator arranged in the second space.
  • a thermally-hydraulically unfavorable space at a given flow temperature T VL requires more time to reach a certain desired room temperature T R, W than a thermo-hydraulically more favorable space.
  • a relatively low flow temperature of 40 ° C would be sufficient in room R1 to heat the room with a fully open valve V1 within a period of about one hour to a predetermined setpoint room temperature of about 23 ° C.
  • HK2 would be due to the smaller radiator when the valve V2 is fully open, a flow temperature of 60 ° C is necessary in order to reach the same desired room temperature T R, W within one hour.
  • the room temperature controller in room R1 can operate valve V1 with a smaller valve lift (valve opening degree) than the room temperature controller the single room control valve V2 in room R2, since both are at the same supply temperature operate. In room R2, therefore, a higher mass flow or volume flow of the carrier medium is necessary at a given flow temperature in order to effect a sufficiently large heat transfer to maintain the actual room temperature at the setpoint.
  • the flow temperature is set via the flow temperature control loop realized by means of the control device Z such that a specific desired value of the valve opening H W is set in a reference space.
  • a specific desired value of the valve opening H W is set in a reference space.
  • the reference space that space is chosen in which the current valve lift H act is greatest.
  • the thermally-hydraulically unfavorable space R2 initially applies as the reference space, since a larger valve opening occurs here.
  • the central control device Z regulates the flow temperature to a first value of the desired flow temperature at which a valve lift in the valve V2 is set at a predetermined desired value.
  • This setpoint can be specified and, for example, be 90%.
  • the resulting flow temperature is for example 60 ° C. This is sufficient to heat the room R2 to the desired room temperature T R, W.
  • this flow temperature is significantly too high for room R1, so that the valve V1 in room R1 assumes a much smaller valve lift of, for example, only 10% in the steady state, in order to avoid that the room temperature in room R2 exceeds the room temperature setpoint.
  • Fig. 2 The curve shown by way of example illustrates the dependence of the flow (relative mass flow measured as a percentage of the maximum mass flow at maximum valve opening) through a valve from the degree of opening of the valve for a typical radiator valve.
  • the dependence of the mass flow on the valve lift may be slightly different for each valve.
  • a valve lift change by a certain amount results in a relatively large mass flow change.
  • a valve lift change of 0.1 causes a mass flow change of approximately 20% to 30%.
  • the mass flow change at a valve lift change by the same amount at larger valve strokes is significantly smaller.
  • valve lift change of 0.1 causes a mass flow change of less than 10% to less than 1%.
  • This strong non-linearity in the dependence of the mass flow change on the amount of valve lift change can greatly influence the control behavior of a room temperature controller, which regulates the room temperature via the valve lift.
  • a conventional controller can be designed optimally only for a limited work area with highly nonlinear dependence of the manipulated variable (here mass flow from the valve lift).
  • the controller either for the lower working range, ie in particular for the range between a value of 0 and 0.3 of the valve lift, or for the upper working range, ie in particular for the range between a value of 0.4 and 1 of the valve lift can be adjusted.
  • the response of a controller optimized for the lower working range is too weak for the upper working range.
  • a controller optimized for the upper working range on the other hand, there is the risk that instabilities may occur in the lower working range, in particular excessive oscillations in the control behavior.
  • valves are normally operated either only in the lower or in the upper working range.
  • the room temperature controllers coupled with the valves are optimized accordingly for only one of these work areas.
  • dynamic reference room control it often happens that valves of different rooms are operated in different work areas. This can be caused, for example, by different heating loads of the rooms or different heating powers of the radiators (in relation to the respective heating load of the room).
  • the valve in the current reference space should be operated as constantly as possible at a specified setpoint value of the valve lift.
  • the superposed flow temperature control regulates the flow temperature to a value at which the valve in the reference space assumes the specified setpoint value of the valve lift.
  • the desired value of the actuator opening in the reference space can be selected, for example, such that the highest possible mass flow or volume flow through the Radiator of the reference space is ensured, so that at the same time the flow temperature can be controlled to the lowest possible value.
  • the central control device can detect the opening degrees of all actuators and determine a flow temperature as a function of the detected actuator openings.
  • dynamic reference space control includes that the reference space is selected depending on the currently set valve lift.
  • the method according to the invention aims to ensure efficient operation of the dynamic reference space control in all operating ranges of the room temperature controllers.
  • the space R2 is the reference space and the superposed flow temperature control the value of Flow temperature set so that the valve V2 opens in room R2 to the setpoint of the valve lift H W of 90%.
  • the room temperature controller can be designed for example as a PID or PI controller.
  • the control parameters of the individual room controllers can be determined as a function of the actual current valve lift of the associated valve become. The following section describes how the control parameters for the two individual room controllers in rooms R1 and R2 are determined.
  • the exemplary room temperature controller is a PI controller whose control behavior is determined by two control parameters K p and K i .
  • the control parameters K p and K i can be used for each room temperature controller according to a method that is described in Fig. 3 is illustrated, are determined on the basis of fixed input parameters K pmax and T n from the current opening degrees H act of the respective actuators.
  • the parameter K p determines the proportional component of the P-controller.
  • the parameter K i describes the behavior of the I-control element.
  • the parameter K i is calculated as a quotient of the control parameter K p and the predetermined reset time T n .
  • K p is calculated as the product of the preset parameter K pmax and the current actuator opening of the respective actuator.
  • the control parameter K p and thus the control behavior of the room temperature controller is thus determined as a function of the current actuator opening.
  • T n 3600 s
  • the following control parameters for individual room control result depending on the current actuator openings of 10% and 90%:
  • the P component K p of the room temperature controller is thus significantly smaller in room R1 with a small valve lift than in room R2. If, for example, the room temperature T R spontaneously increases by 1 Kelvin in both rooms due to extraneous heat input, the valve V2 will close in room R2 by a stroke of 36% and valve V1 in room R1 by a stroke of 4%. Defining the valve characteristic Fig. 2 This results in changes in the relative mass flow of 11% in room 1 and 7% in room 2.
  • the room controllers can each be optimized for the current work area, so that a correct operation in all work areas is made possible.
  • the room temperature controller in room R1 will open the valve V1 to prevent the room temperature T R from falling below the setpoint T R, W. This may cause the opening degree H act of the valve V1 to be greater than the opening degree H act of the valve V2, so that the space R1 becomes the reference space.
  • the difference between the maximum valve lift of 90% in the reference space R2 and the valve lift of 10% in the room R1 is initially very large, it may take a longer time before the valve lift in the room R1 becomes larger than in the room R2 and the room R1 becomes the reference room.
  • this can lead to a large temperature drop in the room temperature T R in room R1 when the flow temperature T VL is lowered. Even a temperature drop of about 1 K can be perceived by a user of the room as a noticeable loss of heat.
  • the method according to the invention can be supplemented by a further aspect.
  • the control parameters of the room temperature controller are temporarily suspended as a function of an enable signal Application of a modified method determined to respond to the situation described above.
  • the parameter K pmax is determined as a function of the difference between the maximum actual (in the reference space) set valve lift and the valve lift of the respective valves in the rooms which are not reference room.
  • Fig. 5 illustrates a method of generating a corresponding enable signal in response to a variety of specified conditions.
  • the aim is to detect a reduction in the degree of opening of the valve in the reference space, for example due to an external heat input or a setpoint jump down, and, based on it, to release an override of the control parameters for a defined period of time.
  • step S1a it is checked whether the enable signal for overriding the control parameters is already active. If this is the case (J), a check is made in step S1b as to whether the defined time period has already expired or not. If the time has not yet elapsed (N), the process goes back to step S1a. If the time has already elapsed (J in S1b), the process proceeds to step S5b, where the enable signal for overriding the control parameters is set to zero.
  • step S2 a first specified condition is checked.
  • the first condition may be, for example, that the actuator opening H max in the reference space has decreased within a specified time interval ⁇ t by a specified amount ⁇ H ( ⁇ t ).
  • the condition H max (t - ⁇ t) - H max (t)> AH (At) must be satisfied with the time t is the current time. Decreasing the actuator opening is an indication that the actual room temperature T R is greater than or equal to the desired room temperature T R, W. If the condition is satisfied (J), the process proceeds to step S3. Otherwise (N), the process proceeds to step S5b, so that no release signal is issued.
  • step S3 can be checked as a second condition, whether the Jardinisttemperatur T R in the reference space is equal to or greater than the desired room temperature T R, W of the reference space is.
  • the room temperature controller reduces the opening degree of the actuator. If the second condition is satisfied (J), the process proceeds to step S4. Otherwise (N), the process proceeds to step S5b, so that no release signal is issued.
  • step S4 can be checked as a third condition, whether the currently set actuator opening H act in the reference space is smaller than the target value of the actuator opening H W. If this is the case, the central control device Z will reduce the desired flow temperature T VL, W , which, as already described, can lead to a temperature drop in the other rooms. If the third condition is satisfied (J), the process proceeds to step S5a. Otherwise (N), the process proceeds to step S5b, so that no release signal is issued.
  • step S5a when the conditions are met, the enable signal is activated.
  • the method then goes back to the first step S1a, so that a cyclical sequence takes place.
  • the method may also return to the first step S1a, or a waiting time may be set before again checking the existence of the conditions.
  • Both parameters K p and K i are thus increased by approximately a factor of five.
  • the thus amplified reaction of the room temperature controller in room R1 allows a faster transfer of the reference space from room R2 to room R1.
  • Fig. 4 shows a further embodiment of a heating system 1, which is essentially the heating system 1 of Fig. 1 corresponds, wherein the heating system 1 comprises a substantially arbitrary number n of radiators HK1 to HKn in a plurality of spaces R1 to Rn.
  • the central control device Z is configured to detect the currently set valve lifts (actuator openings) H act of all valves (actuators) V1 to Vn of the radiators HK1 to HKn.
  • the space Ri in which the actuator Vi is located with the maximum currently set actuator opening H max is set as the reference space for determining the desired flow temperature T VL, W.
  • the central control device Z determines the setpoint value T VL, W for the flow temperature as a function of a difference between the maximum currently set valve lift H max and a predetermined setpoint H W for the maximum valve lift.
  • the central control device Z checks whether the maximum currently set valve lift H max is greater or smaller than the predetermined setpoint value H W for the maximum valve lift.
  • a high flow temperature T VL can cause the setting devices E1 to En in the individual rooms R1 to Rn to operate the valves V1 to Vn of the heating bodies HK1 to HKn with relatively small valve strokes H akt , since even a small volume flow leads to sufficient heating power Heating the rooms can lead.
  • the aim of the method is, inter alia, to operate the heating system 1 with the lowest possible flow temperature T VL . If the central control device Z thus determines that the maximum currently set valve lift H max is smaller than a predefined setpoint H W , then the flow temperature T VL can be lowered. As a result, the adjusting devices E1..En in the individual spaces R1... Rn open the valves V1..Vn further in order to achieve a constant heating power. For example, the desired value H W for the maximum valve lift (in the reference space) can be 90%. The central control device Z lowers the setpoint T VL, W of the flow temperature T VL so long step by step, for example, by a predetermined temperature change, until the maximum currently set valve lift H max is the target value H W corresponding to 90%.
  • the central control device Z is configured to regulate on the basis of the flow temperature T VL to a maximum valve lift.
  • the flow temperature T VL can be set to the smallest possible value and, on the other hand, the largest possible flow rate can be achieved.
  • the setpoint T VL, W of the flow temperature is usually as in Fig. 4 indicated determined on the basis of a heating characteristic. The described method can thus in particular determine a correction of the setpoint flow temperature T VL, W determined from the heating characteristic curve. The desired flow temperature T VL, W determined from the heating curve is then added to the correction value determined by the central control device Z.
  • W of the flow temperature can be set so that adjusts a valve lift according to the predetermined desired value H W in the reference space.
  • the central control device Z affects the flow temperature T VL , while the valve is controlled locally by the room temperature controller of the respective setting E1 ... En or the central control device Z.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Heizungsanlage (1) in einem Gebäude mit mindestens einem beheizbaren Raum (R1). Die Heizungsanlage (1) umfasst mindestens einen Heizkörper (HK1) in jedem beheizbaren Raum (R1). Der mindestens eine Heizkörper (HK1) umfasst ein Stellglied (V1) zum Einstellen eines Volumenstroms durch den Heizkörper (HK1). Die Heizungsanlage (1) umfasst einen Wärmeerzeuger (WE) zum Erhitzen eines Trägermediums, das über einen Vorlauf (VL) zu dem mindestens einen Heizkörper (HK1) fließt und über einen Rücklauf (RL) zurück zum Wärmeerzeuger (WE) fließt. Im Vorlauf (VL) oder Rücklauf (RL) ist eine Pumpe (P) zum Fördern des Trägermediums angeordnet. Im Vorlauf (VL) ist ein Temperatursensor zum Ermitteln einer Vorlauftemperatur ( T VL ) des Trägermediums angeordnet. In dem mindestens einen beheizbaren Raum (R1) ist ein Temperatursensor zum Ermitteln einer Raumisttemperatur ( T R ) des Raumes (R1) angeordnet. Die Heizungsanlage (1) umfasst eine Regeleinrichtung (Z) die den Wärmeerzeuger (WE) regelt oder steuert, um die Vorlauftemperatur ( T VL ) des Trägermediums auf eine vorgegebene Vorlaufsolltemperatur ( T VL,W ) einzustellen, und einen Raumtemperaturregler zum Regeln der Raumtemperatur durch Einstellen einer Stellgliedöffnung ( H akt ) des Stellglieds (V1) in Abhängigkeit einer jeweils vorgegebenen Raumsolltemperatur ( T R,W ) und der ermittelten Raumisttemperatur ( T R ). Das Verfahren umfasst die Schritte Erfassen einer aktuellen Stellgliedöffnung ( H akt ) des Stellglieds (V1) des mindestens einen Heizkörpers (HK1); Bestimmen der Vorlaufsolltemperatur ( T VL,W ) in Abhängigkeit der aktuellen Stellgliedöffnung ( H akt ) des Stellglieds (V1) des mindestens einen Heizkörpers (HK1); und Bestimmen eines Satzes von Regelparametern ( K p , K i ) zum Betreiben des Raumtemperaturreglers in Abhängigkeit der aktuellen Stellgliedöffnung ( H akt ) des Stellglieds (V1).The invention relates to a method for operating a heating system (1) in a building with at least one heatable space (R1). The heating system (1) comprises at least one radiator (HK1) in each heatable room (R1). The at least one radiator (HK1) comprises an actuator (V1) for setting a volume flow through the radiator (HK1). The heating system (1) comprises a heat generator (WE) for heating a carrier medium, which flows via a flow (VL) to the at least one radiator (HK1) and flows back to the heat generator (WE) via a return (RL). In the flow (VL) or return (RL) a pump (P) for conveying the carrier medium is arranged. In the flow (VL), a temperature sensor for determining a flow temperature (T VL) of the carrier medium is arranged. In the at least one heatable space (R1), a temperature sensor for determining a Raumisttemperatur (T R) of the space (R1) is arranged. The heating system (1) comprises a control device (Z) which regulates or controls the heat generator (WE) to set the flow temperature (T VL) of the carrier medium to a predetermined desired flow temperature (T VL, W), and a room temperature controller for controlling the room temperature Setting an actuator opening (H act) of the actuator (V1) in response to a respective predetermined desired room temperature (TR, W) and the determined Raumisttemperatur (TR). The method comprises the steps of detecting a current actuator opening (H act) of the actuator (V1) of the at least one radiator (HK1); Determining the desired flow temperature (T VL, W) as a function of the current actuator opening (H act) of the actuator (V1) of the at least one radiator (HK1); and determining a set of control parameters (K p, K i) for operating the room temperature controller as a function of the current actuator opening (H act) of the actuator (V1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Heizungsanlage in einem Gebäude sowie eine Heizungsanlage. Insbesondere soll ein Verfahren zur dynamischen Referenzraumregelung einer Heizungsanlage angegeben werden.The present invention relates to a method for operating a heating system in a building and a heating system. In particular, a method for dynamic reference space control of a heating system should be specified.

Üblicherweise wird die Vorlauftemperatur eines in einer Heizungsanlage bereitgestellten wärmeführenden Mediums in Abhängigkeit einer gemessenen Außentemperatur (witterungsgeführte Vorlauftemperaturregelung) oder in Abhängigkeit einer Raumtemperatur eines Referenzraums (Referenzraumregelung) bestimmt. Die Witterungsführung hat den möglichen Nachteil, dass die Vorlauftemperatur nur in Abhängigkeit der Außentemperatur eingestellt wird aber keine Rückmeldung des Gebäudes vorliegt. Dann kann beispielsweise nicht erkannt werden, wenn eine zu hohe Heizkurve eingestellt ist, so dass stets eine unnötig hohe Vorlauftemperatur bereitgestellt wird. Darüber hinaus ist es hierbei in der Regel nicht vorgesehen, innere und äußere Fremdenergieeinträge beim Bestimmen der Vorlaufsolltemperatur zu berücksichtigten. Die witterungsgeführte Vorlauftemperaturregelung kann also einen zu hohen Energieverbrauch begünstigen.Usually, the flow temperature of a heat-conducting medium provided in a heating system is determined as a function of a measured outside temperature (weather-compensated flow temperature control) or as a function of a room temperature of a reference space (reference space control). The weather guidance has the possible disadvantage that the flow temperature is set only in dependence on the outside temperature but there is no feedback of the building. Then, for example, can not be detected if too high a heating curve is set, so that always an unnecessarily high flow temperature is provided. In addition, in this case it is generally not intended to take into account internal and external external energy inputs when determining the desired flow temperature. The weather-compensated flow temperature control can thus promote too high energy consumption.

Bei der Referenzraumregelung wird die Vorlauftemperatur des wärmeführenden Mediums in Abhängigkeit von Zustandsparametern, beispielsweise einer Raumisttemperatur eines vorab festgelegten Referenzraums bestimmt. Ein möglicher Nachteil dieses Verfahrens kann dann auftreten, wenn der festgelegte Referenzraum nicht der thermisch-hydraulisch ungünstigste Raum im Gebäude ist. Thermisch-hydraulisch ungünstig heißt, dass die Wärmeverluste des Raumes in Relation zur installierten Heizleistung besonders hoch sind, beziehungsweise, dass der Raum schlechter als andere mit dem wärmeführenden Medium versorgt wird, weil beispielsweise der hydraulische Widerstand der Leitungen, die das wärmeführenden Medium von einem Wärmeerzeuger zu einem Heizkörper im Referenzraum führen, vergleichsweise groß ist. Wird ein thermisch-hydraulisch besonders günstiger Raum als Referenzraum festgelegt, kann dies zur Folge haben, dass andere Räume nur unzureichend mit Wärme versorgt werden, so dass nicht alle Räume auf eine jeweils vorgegebene Raumsolltemperatur aufgeheizt werden können.In the reference space control, the flow temperature of the heat-conducting medium is determined as a function of state parameters, for example a room actual temperature of a predetermined reference space. A possible disadvantage of this method can occur if the specified reference space is not the most thermo-hydraulic unfavorable space in the building. Thermal-hydraulic unfavorable means that the heat losses of the room in relation to the installed heating power are particularly high, or that the room is supplied worse than others with the heat-carrying medium, for example, because the hydraulic resistance of the lines, the heat-carrying medium from a heat generator lead to a radiator in the reference space is relatively large. If a thermally-hydraulically particularly favorable space is defined as the reference space, this can result in that other rooms are only supplied with insufficient heat, so that not all rooms can be heated up to a respectively predetermined desired room temperature.

Ein weiteres bekanntes Verfahren, das insbesondere beim Betreiben von Flächenheizungen, wie zum Beispiel einer Fußbodenheizung zum Einsatz kommt, ist die Einzelraumregelung mittels Raumthermostaten. Über die Raumthermostaten kann für jeden einzelnen Raum eine Raumsolltemperatur vorgegeben werden. Beispielsweise offenbart die Offenlegungsschrift DE 100 447 34 A1 eine Anordnung zur Anpassung eines Heizgerätes an den tatsächlichen Wärmebedarf. Innerhalb mehrerer Räume ist eine Einzelraumregelung über Heizkörperthermostatventile vorgesehen. Die Vorlauftemperatur der Heizung wird durch eine Steuerung beziehungsweise eine Regelung eines Wärmeerzeugers bestimmt.Another known method, which is used in particular when operating surface heating, such as a floor heating, is the individual room control by means of room thermostats. The room thermostats can be used to specify a desired room temperature for each individual room. For example, the published patent application DE 100 447 34 A1 an arrangement for adapting a heater to the actual heat demand. Within several rooms is a single room control over Radiator thermostatic valves provided. The flow temperature of the heater is determined by a controller or a control of a heat generator.

Bei der Einzelraumregelung wird die Raumtemperatur in jedem beheizbaren Raum eines Gebäudes durch einstellen von Stellgliedöffnungen in Stellgliedern, zum Beispiel Raumthermostaten, von Heizkörpern durch Einzelraumregler auf einen globalen oder separat einstellbaren Raumtemperatursollwert geregelt. Über die Stellglieder können die Einzelraumregler beispielsweise einen Massenstrom eines Heizmediums durch die jeweiligen Heizkörper einstellen. Hierbei ist jedoch in der Regel keine Rückmeldung der Einzelraumregler auf die Vorlauftemperatur vorgesehen.In individual room control, the room temperature in each heatable room of a building is regulated by adjusting actuator openings in actuators, for example room thermostats, of radiators by individual room controllers to a global or separately adjustable room temperature setpoint. For example, the individual room controllers can set a mass flow of a heating medium through the respective radiators via the actuators. In this case, however, usually no feedback of the individual room controller is provided to the flow temperature.

Um die oben genannten Nachteile und Probleme der herkömmlichen Verfahren zu lösen, wird ein Verfahren zum Betreiben einer Heizungsanlage in einem Gebäude vorgeschlagen, bei dem Aspekte einer Einzelraumregelung mit Aspekten einer Referenzraumregelung zu einer dynamischen Referenzraumregelung kombiniert werden. Hierbei ist der Referenzraum nicht fest vorgegeben, sondern wird dynamisch in Abhängigkeit von Stellgrößen der Einzelraumregler bestimmt.In order to solve the above-mentioned disadvantages and problems of the conventional methods, a method for operating a heating system in a building is proposed, in which aspects of a single-room control are combined with aspects of a reference-space control to a dynamic reference-space control. In this case, the reference space is not fixed, but is determined dynamically as a function of manipulated variables of the individual room controllers.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Heizungsanlage in einem Gebäude mit mindestens einem beheizbaren Raum. Obwohl das Verfahren im Folgenden anhand einer Heizungsanlage zum Heizen von Räumen eines Gebäudes beschrieben wird, kann das Verfahren allgemein auch auf eine HLKK-Anlage (Anlage der Heizungs-, Lüftungs-, Klima- und Kältetechnik), zum Beispiel eine Klimaanlage zum Kühlen von Räumen, angewendet werden. Der Begriff "Heizkörper" kann dann entsprechend durch einen Kühlkörper beziehungsweise ein Lüftungsaggregat ersetzt werden.The invention relates to a method for operating a heating system in a building with at least one heatable space. Although the method is described below with reference to a heating system for heating rooms of a building, the method can generally also on an HVAC system (installation of heating, ventilation, air conditioning and refrigeration), for example, an air conditioning system for cooling rooms , be applied. The term "radiator" can then be replaced by a heat sink or a ventilation unit.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Heizungsanlage in einem Gebäude mit mindestens einem beheizbaren Raum. Die Heizungsanlage ist konfiguriert, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.The invention also relates to a heating system in a building with at least one heatable space. The heating system is configured to carry out the method according to the invention.

Erfindungsgemäß umfasst die Heizungsanlage mindestens einen Heizkörper pro beheizbaren Raum, insgesamt also mindestens einen oder mehr Heizkörper, die in separaten Räumen angeordnet sein können. Das Gebäude kann mehr als einen beheizbaren Raum sowie einen oder mehr nicht beheizbare Räume umfassen. Ein beheizbarer Raum kann mehr als ein Heizkörper zum Heizen des Raumes aufweisen.According to the invention, the heating system comprises at least one radiator per heatable space, in total therefore at least one or more radiators, which may be arranged in separate rooms. The building may comprise more than one heated room and one or more unheated rooms. A heated room may have more than one radiator to heat the room.

Die Heizungsanlage umfasst ferner mindestens einen Wärmeerzeuger zum Erhitzen eines fluiden wärmeführenden Mediums (Trägermedium). Bei dem Wärmeerzeuger kann es sich beispielsweise um einen üblichen Heizkessel handeln, der mit einem Brennstoff wie zum Beispiel Gas, Öl, Kohle oder Holz betrieben wird. Die Heizungsanlage kann als Wärmeerzeuger auch einen Solarkollektor und/oder eine Wärmepumpe, ein Blockheizkraftwerk oder einen sonstigen Wärmeerzeuger aufweisen. Wird das Verfahren auf eine Klimaanlage zum Kühlen beziehungsweise Lüften angewendet, ist der Wärmeerzeuger entsprechend durch einen Kälteerzeuger beziehungsweise einen Luftstromerzeuger zu ersetzen und in den Räumen sind zusätzlichen zu den Heizkörpern oder anstatt der Heizkörper entsprechend Kühlkörper beziehungsweise Luftauslässe angeordnet. In alternativen Ausführungen kann auch eine Flächenheizung zum Heizen und/oder Kühlen eines Raumes verwendet werden.The heating system further comprises at least one heat generator for heating a fluid heat-conducting medium (carrier medium). The heat generator may be, for example to be a conventional boiler fueled by a fuel such as gas, oil, coal or wood. The heating system can also have a solar collector and / or a heat pump, a combined heat and power plant or another heat generator as the heat generator. If the method is applied to an air conditioning system for cooling or ventilation, the heat generator is replaced by a corresponding cold generator or an air flow generator and in the rooms are arranged in addition to the radiators or instead of the radiator according to heat sink or air outlets. In alternative embodiments, a surface heating can be used for heating and / or cooling a room.

Das fluide Wärmeträgermedium kann zum Beispiel eine Flüssigkeit wie Wasser oder ein Gas oder Gasgemisch wie zum Beispiel Luft sein. Das Trägermedium fließt vom mindestens einen Wärmeerzeuger über mindestens einen Vorlauf zu den Heizkörpern und von den Heizkörpern über mindestens einen Rücklauf zurück zum mindestens einen Wärmeerzeuger. Dabei transportiert das Trägermedium Wärme zu den Heizkörpern und gibt diese an den zu beheizenden Raum ab. Zum Fördern des Trägermediums ist im Vorlauf und/oder im Rücklauf mindestens eine Pumpe angeordnet. Die Pumpe kann auch im Wärmeerzeuger oder in den Heizkörpern angeordnet sein. Die Heizungsanlage kann mehrere Heizkreise umfassen. Entsprechend können auch mehrere Pumpen, zum Beispiel eine Pumpe pro Heizkreis, vorgesehen sein. Zum Ermitteln einer Vorlauftemperatur des Trägermediums ist im Vorlauf ein Temperatursensor angeordnet.The fluid heat transfer medium may be, for example, a liquid such as water or a gas or gas mixture such as air. The carrier medium flows from the at least one heat generator via at least one flow to the radiators and from the radiators via at least one return back to at least one heat generator. The carrier medium transports heat to the radiators and transfers them to the room to be heated. For conveying the carrier medium at least one pump is arranged in the flow and / or in the return. The pump can also be arranged in the heat generator or in the radiators. The heating system can include several heating circuits. Accordingly, several pumps, for example, one pump per heating circuit, can be provided. For determining a flow temperature of the carrier medium, a temperature sensor is arranged in the flow.

Ein Heizkörper ist dazu ausgelegt, die vom Trägermedium transportierte Wärme an den Raum abzugeben. Die von einem Heizkörper abgegebene Heizleistung hängt im Allgemeinen von dessen Oberfläche, von der Temperatur des Trägermediums und vom Volumenstrom beziehungsweise Massenstrom des Trägermediums durch den Heizkörper ab. Ein Heizkörper kann beispielsweise ein Wandheizkörper, wie zum Beispiel ein Radiator, ein Konvektor, ein Gliederheizkörper oder ein Flächenheizkörper, sein. Ein Heizkörper kann aber auch ein Element einer Fußbodenheizung und/oder Wandheizung sein.A radiator is designed to deliver the heat transported by the carrier medium to the room. The heating power delivered by a radiator generally depends on its surface, on the temperature of the carrier medium and on the volume flow or mass flow of the carrier medium through the radiator. A radiator, for example, a wall heater, such as a radiator, a convector, a sectional heating element or a surface heater, be. A radiator can also be an element of underfloor heating and / or wall heating.

Jeder Heizkörper umfasst ein Stellglied zum Einstellen eines Volumenstroms beziehungsweise Massenstroms durch den Heizkörper. Ein solches Stellglied kann zum Beispiel als Ventil ausgeführt sein, über dessen Ventilhub der Volumenstrom (oder Massenstrom) durch den Heizkörper eingestellt werden kann. Das Stellglied kann insbesondere einen elektrisch steuerbaren Aktor umfassen. Der Aktor kann beispielsweise ein Elektromotor sein. Alternativ kann auch pro Heizkörper eine Pumpe als Stellglied zum Einstellen des Massenstroms oder Volumenstroms durch den Heizkörper vorgesehen sein. Durch Einstellen der Förderleistung der Pumpe kann somit der Massenstrom oder Volumenstrom durch den Heizköper bestimmt werden. Somit kann als Stellgröße zum Regeln der Raumtemperatur entweder ein Öffnungsgrad eines Ventils oder eine Förderleistung einer Pumpe verwendet werden.Each radiator comprises an actuator for adjusting a volume flow or mass flow through the radiator. Such an actuator can be designed, for example, as a valve, via the valve lift of the volume flow (or mass flow) can be adjusted by the radiator. The actuator may in particular comprise an electrically controllable actuator. The actuator may be, for example, an electric motor. Alternatively, a pump may also be provided per heater as an actuator for adjusting the mass flow or volume flow through the radiator. By adjusting the delivery rate of the pump can thus be determined by the mass flow or volume flow through the heater. Thus, either a degree of opening of a valve or a delivery rate of a pump can be used as a control variable for controlling the room temperature.

Die eingestellte Stellgliedöffnung bestimmt den Volumenstrom beziehungsweise Massenstrom durch den jeweiligen Heizkörper. Je weiter ein Stellglied geöffnet ist, desto größer ist der Volumenstrom beziehungsweise Massenstrom. Ein Stellglied kann auch konfiguriert sein, ausschließlich die Zustände voll geschlossen oder voll geöffnet anzunehmen. Die Stellgliedöffnung kann dann beispielsweise (als zeitliches Mittel) einer zeitlichen Variation des geöffneten und geschlossenen Zustands beeinflusst werden.The set actuator opening determines the volume flow or mass flow through the respective radiator. The further an actuator is open, the greater the volume flow or mass flow. An actuator may also be configured to accept only the states fully closed or fully open. The actuator opening may then be influenced, for example (as a time average), by a time variation of the open and closed states.

Die Heizungsanlage kann ferner eine Einstelleinrichtung umfassen, wobei pro Raum mindestens eine Einstelleinrichtung vorgesehen ist, die dem einen Heizkörper oder den mehreren Heizkörpern des Raumes zugeordnet ist, und zum Einstellen deren Stellglieder konfiguriert ist. Über die Einstelleinrichtung kann insbesondere eine Raumsolltemperatur für den Raum vorgegeben werden. Dazu kann die Einstelleinrichtung eine geeignete Benutzerschnittstelle beziehungsweise ein geeignetes Bedienelement aufweisen.The heating system may further comprise an adjusting device, wherein at least one adjusting device is provided per room, which is assigned to the one or more radiators of the room, and is configured for setting their actuators. In particular, a set room temperature for the room can be specified via the setting device. For this purpose, the setting device can have a suitable user interface or a suitable operating element.

Jede Einstelleinrichtung kann ferner eine Kommunikationseinrichtung zum Kommunizieren mit einer zentralen Regeleinrichtung der Heizungsanlage aufweisen. Die Kommunikation kann drahtgebunden oder drahtlos erfolgen. Die zentrale Regeleinrichtung regelt oder steuert den Wärmeerzeuger (WE), um die Vorlauftemperatur des Trägermediums auf eine Vorlaufsolltemperatur einzustellen. Zum Regeln des Wärmeerzeugers und/oder der Pumpe kann die zentrale Regeleinrichtung mehrere voneinander getrennte Regler aufweisen. Ferner kann die zentrale Regeleinrichtung konfiguriert sein, Einstellungen an der mindestens einen Einstelleinrichtung vorzunehmen. Beispielsweise kann die Regeleinrichtung konfiguriert sein, Grenzwertvorgaben oder Regelparameter für die Raumtemperaturregler an die mindestens eine Einstelleinrichtung zu übertragen beziehungsweise Stellgrade für die Stellglieder vorgeben. Die Grenzwerte können von der zentralen Regeleinrichtung in Abhängigkeit von Parametern bestimmt werden, die von der mindestens einen Einstelleinrichtung an die zentrale Regeleinrichtung übertragen werden. Im Folgenden wird ein solches Verfahren beschrieben.Each adjustment device may further comprise a communication device for communicating with a central control device of the heating system. The communication can be wired or wireless. The central control device regulates or controls the heat generator (WE) in order to set the flow temperature of the carrier medium to a flow setpoint temperature. For controlling the heat generator and / or the pump, the central control device may have a plurality of separate controllers. Furthermore, the central control device can be configured to make adjustments to the at least one adjustment device. For example, the control device can be configured to transmit limit value specifications or control parameters for the room temperature controller to the at least one setting device or to specify setting levels for the actuating elements. The limit values can be determined by the central control device as a function of parameters which are transmitted from the at least one setting device to the central control device. The following describes such a method.

Die Einstelleinrichtungen der einzelnen Räume können vorzugsweise untereinander vernetzt sein, um Daten auszutauschen oder an die zentrale Regeleinrichtung weiterzuleiten. Die zentrale Regeleinrichtung kann insbesondere auch ein Bestandteil des Wärmeerzeugers sein, beziehungsweise einzelne Funktionen, wie zum Beispiel die Steuerung oder Regelung der Pumpe können in einer Regelung oder Steuerung des Wärmeerzeugers implementiert sein.The setting devices of the individual rooms can preferably be networked with one another in order to exchange data or forward it to the central control device. The central control device can in particular also be a component of the heat generator, or individual functions, such as, for example, the control or regulation of the pump, can be implemented in a control or regulation of the heat generator.

Ferner kann auch die zentrale Regeleinrichtung eine geeignete Benutzerschnittstelle aufweisen, über die für jeden Raum oder auch für mehrere Räume gleichzeitig eine Raumsolltemperatur vorgegeben werden kann. Die zentrale Regeleinrichtung und/oder die Einstelleinrichtungen können alternativ oder zusätzlich auch über eine Smartphone-App steuerbar sein. Über einen externen im Raum angeordneten oder einen intern in der Einstelleinrichtung angeordneten Temperatursensor kann eine aktuelle Raumisttemperatur erfasst werden.Furthermore, the central control device can also have a suitable user interface, via which a set room temperature can be preset simultaneously for each room or even for several rooms. The central control device and / or the setting devices may alternatively or additionally be controllable via a smartphone app. An actual room temperature can be detected via an external temperature sensor arranged in the room or arranged internally in the setting device.

Die Heizungsanlage, insbesondere die Einstelleinrichtung oder die zentrale Regeleinrichtung, umfasst mindestens einen Raumtemperaturregler zum Einstellen einer Stellgliedöffnung des Stellglieds beziehungsweise der Stellglieder der im mindestens einen beheizbaren Raum angeordneten Heizkörper oder des im Raum angeordneten Heizkörpers in Abhängigkeit einer vorgegebenen Raumsolltemperatur und einer anhand des Temperatursensors erfassten Raumisttemperatur. Bei mehreren beheizbaren Räumen kann die Heizungsanlage für jeden Raum jeweils einen Raumtemperaturregler umfassen.The heating system, in particular the setting device or the central control device, comprises at least one room temperature controller for adjusting an actuator opening of the actuator or the actuators of the arranged in at least one heatable radiator or the radiator arranged in space in response to a predetermined desired room temperature and detected by the temperature sensor Raumisttemperatur , With several heatable rooms, the heating system can include one room temperature controller for each room.

Der Raumtemperaturregler kann eine Regelelektronik aufweisen, die in Abhängigkeit von Regelparametern und/oder Messwerten und/oder Sollwerten geeignete Regelsignale erzeugt und an das Stellglied ausgibt. Beispielsweise kann der Raumtemperaturregler als Mikrocontroller mit PI-Regler oder PID-Regler ausgeführt sein. Der Raumtemperaturregler ist konfiguriert, den Öffnungsgrad des Stellglieds in Abhängigkeit einer jeweils vorgegebenen Raumsolltemperatur und der erfassten Raumisttemperatur einzustellen, so dass der Raumtemperaturregler die Raumisttemperatur auf die Raumsolltemperatur regelt. Der Öffnungsgrad des Stellglieds ist somit die Stellgröße und die Raumtemperatur ist die Regelgröße.The room temperature controller may have an electronic control unit which generates suitable control signals as a function of control parameters and / or measured values and / or setpoint values and outputs them to the actuator. For example, the room temperature controller can be designed as a microcontroller with PI controller or PID controller. The room temperature controller is configured to set the degree of opening of the actuator as a function of a given room set temperature and the detected room temperature, so that the room temperature controller controls the room temperature to the room set temperature. The degree of opening of the actuator is thus the manipulated variable and the room temperature is the controlled variable.

Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren die folgenden Schritte: Zunächst wird der Wärmeerzeuger bei einer ersten Vorlaufsolltemperatur betrieben, die durch die Regeleinrichtung vorgeben wird, und der Raumtemperaturregler des mindestens einen Heizkörpers wird mit einem ersten Satz von Regelparametern betrieben. Anschließend wird eine aktuelle Stellgliedöffnung des Stellglieds des mindestens einen Heizkörpers erfasst. Der Verfahrensschritt des Erfassens der Stellgliedöffnung kann beispielsweise von der Einstelleinrichtung durchgeführt werden. Die erfasste Stellgliedöffnung kann dann über die Kommunikationseinrichtung an die zentrale Regeleinrichtung übertragen werden.According to the invention, the method comprises the following steps: First, the heat generator is operated at a first flow temperature preset by the control device, and the room temperature controller of the at least one radiator is operated with a first set of control parameters. Subsequently, a current actuator opening of the actuator of the at least one radiator is detected. The process step of detecting the actuator opening may, for example, be performed by the adjusting device. The detected actuator opening can then be transmitted via the communication device to the central control device.

In einem weiteren Schritt des Verfahrens wird eine zweite Vorlaufsolltemperatur in Abhängigkeit der erfassten aktuellen Stellgliedöffnung des Stellglieds des mindestens einen Heizkörpers bestimmt. Das Bestimmen der zweiten Vorlaufsolltemperatur kann beispielsweise von der zentralen Regeleinrichtung durchgeführt werden.In a further step of the method, a second desired flow temperature is determined as a function of the detected current actuator opening of the actuator of the at least one radiator. The determination of the second flow setpoint temperature can be carried out, for example, by the central control device.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird ein zweiter Satz von Regelparametern in Abhängigkeit der aktuellen Stellgliedöffnung des Stellglieds bestimmt. Dieser Verfahrensschritt kann beispielsweise von der zentralen Regeleinrichtung oder von der Einstelleinrichtung durchgeführt werden.In a further method step, a second set of control parameters is determined as a function of the current actuator opening of the actuator. This process step can be carried out, for example, by the central control device or by the adjusting device.

Im Folgenden wird der Wärmeerzeuger mit der zweiten Vorlaufsolltemperatur betrieben. Dabei regelt die zentrale Regeleinrichtung die Vorlauftemperatur auf die zweite Vorlaufsolltemperatur. Durch diese Regelstrecke der Vorlauftemperatur kann gleichzeitig eine Regelung der Stellgliedöffnung im Referenzraum realisiert werden. Durch Einstellen der Vorlauftemperatur auf den neuen Sollwert wird erreicht, dass sich der Öffnungsgrad des Stellglieds im Referenzraum auf einen vorgegebenen Sollwert einstellt. Die zweite Vorlaufsolltemperatur kann somit insbesondere in Abhängigkeit der erfassten aktuellen Stellgliedöffnung im Referenzraum und einem Sollwert für die Stellgliedöffnung im Referenzraum bestimmt werden.In the following, the heat generator is operated at the second flow setpoint temperature. The central control device regulates the flow temperature to the second flow setpoint temperature. By this controlled system of the flow temperature, a control of the actuator opening in the reference space can be realized simultaneously. By adjusting the flow temperature to the new setpoint, it is achieved that the opening degree of the actuator in the reference space is set to a predetermined setpoint. The second desired flow temperature can thus be determined in particular in dependence on the detected current actuator opening in the reference space and a target value for the actuator opening in the reference space.

Außerdem wird der Raumtemperaturregler des mindestens einen Heizkörpers nun mit dem zweiten Satz von Regelparametern betrieben. Hierdurch kann erreicht werden, dass der Raumtemperaturregler in allen Arbeitsbereichen des Stellglieds ein optimiertes Ansprechverhalten aufweist. Dieser Aspekt wird weiter unten näher beschrieben.In addition, the room temperature controller of the at least one radiator is now operated with the second set of control parameters. This can be achieved that the room temperature controller has an optimized response in all working areas of the actuator. This aspect will be further described below.

Wenn die Heizungsanlage mehr als einen beheizbaren Raum aufweist, kann für jeden Raum separat jeweils ein Satz von Regelparametern für den entsprechenden Raumtemperaturregler bestimmt werden. Das Neubestimmen der Vorlauftemperatur in Abhängigkeit der Stellgliedöffnung im Referenzraum erfolgt für einen Heizkreis jedoch einheitlich. Es wird also nur eine Vorlauftemperatur pro Heizkreis bestimmt, während für jeden beheizbaren Raum eines Heizkreises jeweils optimierte Regelparameter bestimmt werden. Entscheidend für das Bestimmen der zweiten Vorlauftemperatur ist insbesondere die Stellgliedöffnung im Referenzraum. Der Referenzraum kann beispielsweise als derjenige Raum bestimmt werden, in dem die aktuell erfasste Stellgliedöffnung am größten ist. Hiermit kann ein besonders effizienter Betrieb der Heizungsanlage erreicht werden, da der Volumenstrom beziehungsweise Massenstrom durch die Heizkörper maximiert und die bereitgestellte Vorlauftemperatur minimiert werden kann.If the heating system has more than one heatable room, a set of control parameters for the corresponding room temperature controller can be determined separately for each room. However, the redetermining of the flow temperature as a function of the actuator opening in the reference space is uniform for a heating circuit. Thus, only one flow temperature per heating circuit is determined, while for each heatable space of a heating circuit respectively optimized control parameters are determined. Decisive for determining the second flow temperature is in particular the actuator opening in the reference space. The reference space may, for example, be determined as the space in which the currently detected actuator opening is greatest. Hereby, a particularly efficient operation of the heating system can be achieved, since the volume flow or mass flow can be maximized by the radiator and the supplied flow temperature can be minimized.

Die maximale Stellgliedöffnung wird sich insbesondere im thermisch-hydraulisch ungünstigsten Raum einstellen, der somit zum Referenzraum wird. Da die Vorlauftemperatur in Abhängigkeit von der Stellgliedöffnung im Referenzraum bestimmt wird, kann somit gewährleistet werden, dass alle Räume ausreichend und möglichst gleichmäßig mit Wärme versorgt werden.The maximum actuator opening will be set especially in the most thermo-hydraulically unfavorable space, which thus becomes the reference room. Since the flow temperature is determined in dependence on the actuator opening in the reference space, it can thus be ensured that all rooms are sufficiently and as evenly supplied with heat.

Die Heizungsanlage kann einen Heizkreis oder mehrere separate beziehungsweise parallele Heizkreise aufweisen. Ein Heizkreis weist jeweils einen eigenen Vorlauf und einen eigenen Rücklauf auf. Entsprechend kann für jeden Heizkreis jeweils eine Pumpe im Vorlauf und/oder im Rücklauf angeordnet sein. In jedem Heizkreis kann die Vorlauftemperatur unabhängig von der Vorlauftemperatur in anderen Heizkreisen eingestellt werden. Dies kann beispielsweise durch die Verwendung von Mischern erreicht werden. Insbesondere in Gebäuden mit mehreren Stockwerken kann die Verwendung mehrerer Heizkreise sinnvoll sein. So kann beispielsweise für jedes Stockwerk ein separater Heizkreis vorgesehen sein. Darüber hinaus können in einer Heizungsanlage separate Heizkreise für eine Fußbodenheizung und eine Heizkörperheizung mit unterschiedlichen Vorlauftemperaturen vorgesehen sein. Weist die Heizungsanlage mehrere separate beziehungsweise parallele Heizkreise auf, kann das erfindungsgemäße Verfahren für jeden Heizkreis einzeln und insbesondere jeweils unabhängig von den anderen Heizkreisen durchgeführt werden.The heating system can have one heating circuit or several separate or parallel heating circuits. Each heating circuit has its own flow and its own return. Accordingly, one pump each in the flow and / or in the return can be arranged for each heating circuit. In each heating circuit, the flow temperature can be set independently of the flow temperature in other heating circuits. This can be achieved for example by the use of mixers. Especially in buildings with several floors, the use of multiple heating circuits may be useful. For example, a separate heating circuit can be provided for each floor. In addition, separate heating circuits for underfloor heating and radiator heating with different flow temperatures can be provided in a heating system. If the heating system has several separate or parallel heating circuits, the method according to the invention can be carried out individually for each heating circuit and in particular independently of the other heating circuits.

Das Einstellen der Stellgliedöffnungen wird lokal in jedem Raum und jedem Heizkörper durch die jeweilige Einstelleinrichtung vorgenommen, und zwar in Abhängigkeit der Abweichung der Raumisttemperatur von der Raumsolltemperatur. Die Vorlaufsolltemperatur wird in Abhängigkeit der maximalen aktuell eingestellten Stellgliedöffnung und einem Sollwert für die maximale Stellgliedöffnung durch die zentrale Regeleinrichtung vorgegeben. Die von den Einstelleinrichtungen eingestellte Stellgliedöffnung ist im Allgemeinen abhängig von der Vorlauftemperatur, da die Heizleistung der Heizkörper von der Vorlauftemperatur abhängt.The setting of the actuator openings is made locally in each room and each radiator by the respective adjusting device, as a function of the deviation of Raumisttemperatur of the desired room temperature. The flow temperature setpoint is specified as a function of the maximum currently set actuator opening and a target value for the maximum actuator opening by the central control device. The adjusted by the setting means actuator opening is generally dependent on the flow temperature, since the heating power of the radiator depends on the flow temperature.

Ein bevorzugtes Verfahren kann einen Schritt umfassen, bei dem die aktuell eingestellten Stellgliedöffnungen aller Heizkörper erfasst werden. Hieraus kann die maximale aktuell eingestellte Stellgliedöffnung ermittelt werden. Der Raum mit der maximalen aktuell eingestellten Stellgliedöffnung wird als Referenzraum festgelegt. Ziel des Verfahrens ist es, die Stellgliedöffnung im Referenzraum auf einen Sollwert zu regeln. Die Vorlaufsolltemperatur kann dazu in Abhängigkeit einer Differenz zwischen der maximalen aktuell eingestellten Stellgliedöffnung und dem vorgegebenen Sollwert für die maximale Stellgliedöffnung bestimmt werden. Der Wärmeerzeuger kann dann in Abhängigkeit der bestimmten Vorlaufsolltemperatur betrieben werden.A preferred method may include a step of detecting the currently set actuator openings of all heaters. From this, the maximum currently set actuator opening can be determined. The room with the maximum currently set actuator opening is set as the reference room. The aim of the method is to regulate the actuator opening in the reference space to a desired value. The desired flow temperature can be determined as a function of a difference between the maximum currently set actuator opening and the predetermined setpoint for the maximum actuator opening. The heat generator can then be operated as a function of the specific flow setpoint temperature.

Das Verfahren kann umfassen, dass die Vorlaufsolltemperatur abgesenkt wird, falls die maximale aktuell eingestellte Stellgliedöffnung kleiner als der vorgegebene Sollwert für die maximale Stellgliedöffnung ist. Entsprechend wird die Vorlaufsolltemperatur erhöht, falls die maximale aktuell eingestellte Stellgliedöffnung größer als der vorgegebene Sollwert für die maximale Stellgliedöffnung ist. Hierdurch wird der Grad der Stellgliedöffnung im Referenzraum über die Regelung der Vorlauftemperatur auf den Sollwert eingestellt. Es ergibt sich somit eine Kopplung der Regelkreise für die Vorlauftemperatur und die Stellgliedöffnungen.The method may include decreasing the flow setpoint temperature if the maximum currently set actuator opening is less than the predetermined setpoint value for the maximum actuator opening. Accordingly, the flow temperature setpoint is increased if the maximum currently set actuator opening is greater than the predetermined setpoint for the maximum actuator opening. As a result, the degree of the actuator opening in the reference space on the Control of the flow temperature set to the setpoint. This results in a coupling of the control circuits for the flow temperature and the actuator openings.

Die Stellglieder in allen Räumen werden unabhängig von der Regelung der Vorlauftemperatur von den jeweiligen Raumtemperaturreglern in Abhängigkeit der Differenz zwischen der aktuellen erfassten Raumisttemperatur und der aktuell eingestellten Raumsolltemperatur geregelt. Eine Änderung der Vorlauftemperatur durch die Vorlauftemperaturregelung kann zu einer entsprechenden Änderung der Raumisttemperatur führen, was wiederum zu einer Anpassung der Stellgliedöffnung durch den Raumtemperaturregler führen kann. Die Regelung der Vorlauftemperatur ist somit mit der Regelung der Raumtemperatur gekoppelt. Hierbei kann es vorkommen, dass der Öffnungsgrad eines Stellglieds in einem Raum, der nicht Referenzraum war, maximal wird, so dass dieser Raum zum neuen Referenzraum wird.Regardless of the flow temperature control, the actuators in all rooms are controlled by the respective room temperature controllers as a function of the difference between the current room temperature detected and the currently set room setpoint temperature. A change in the flow temperature through the flow temperature control can lead to a corresponding change in the actual room temperature, which in turn can lead to an adjustment of the actuator opening by the room temperature controller. The regulation of the flow temperature is thus coupled with the regulation of the room temperature. In this case, it may happen that the opening degree of an actuator in a room that was not a reference room becomes maximum, so that this room becomes the new reference room.

Insbesondere kann das Verfahren also derart ablaufen, dass die zentrale Regeleinrichtung prüft, ob die maximale aktuell eingestellte Stellgliedöffnung größer oder kleiner als ein vorgegebener Sollwert für die maximale Stellgliedöffnung ist. Wird eine relativ hohe Vorlauftemperatur bereitgestellt, so kann dies dazu führen, dass die Einstelleinrichtungen in den einzelnen Räumen die Stellglieder der Heizköper mit relativ kleinen Öffnungsgraden betreibt, da ein relativ kleiner Volumenstrom zu einer ausreichenden Heizleistung zum Aufheizen der jeweiligen Räume ausreicht. Ein Ziel des Verfahrens ist es, die Heizungsanlage mit einer möglichst niedrigen Vorlauftemperatur zu betreiben. Stellt die zentrale Regeleinrichtung also fest, dass die maximale aktuell eingestellte Stellgliedöffnung kleiner als ein vorgegebener Sollwert ist, so kann die Vorlauftemperatur abgesenkt werden. Dies wird dazu führen, dass die Einstelleinrichtungen in den einzelnen Räumen, insbesondere im Referenzraum, die Öffnungsgrade der Stellglieder erhöhen, um eine bestimmte Heizleistung aufrechtzuerhalten. Wie oben beschrieben, reagieren die Raumtemperaturregler nur auf Abweichungen zwischen Raumisttemperatur und Raumsolltemperatur. Eine Änderung der Vorlauftemperatur kann jedoch zu einer Änderung der Raumtemperatur führen, welche wiederum eine Reaktion der Raumtemperaturregler zur Folge hat. Die Regelungen sind somit miteinander gekoppelt. Wie stark ein Raumtemperaturregler auf eine Abweichung der Raumisttemperatur von der Raumsolltemperatur reagiert hängt von den Regelparametern des Raumtemperaturreglers ab.In particular, the method can thus run such that the central control device checks whether the maximum currently set actuator opening is greater or smaller than a predetermined setpoint value for the maximum actuator opening. If a relatively high flow temperature is provided, this can lead to the adjustment devices in the individual rooms operating the actuators of the heating elements with relatively small opening degrees, since a relatively small volume flow suffices to provide sufficient heating power for heating the respective spaces. One aim of the method is to operate the heating system with the lowest possible flow temperature. Thus, if the central control device determines that the maximum currently set actuator opening is smaller than a predetermined setpoint, the flow temperature can be lowered. This will cause the adjustment means in the individual rooms, in particular in the reference room, to increase the opening degrees of the actuators in order to maintain a certain heating power. As described above, the room temperature controllers only respond to deviations between the room temperature and the set room temperature. However, a change in the flow temperature can lead to a change in the room temperature, which in turn has a reaction of the room temperature controller result. The regulations are thus coupled with each other. How strongly a room temperature controller reacts to a deviation of the room actual temperature from the room set temperature depends on the control parameters of the room temperature controller.

Beispielsweise kann ein Sollwert für die maximale Stellgliedöffnung 90% betragen. Der Öffnungsgrad des Stellglieds wird hier in Prozent der maximal möglichen Stellgliedöffnung angegeben. Die zentrale Regeleinrichtung kann die Vorlauftemperatur so lange, zum Beispiel schrittweise um eine festgelegte Temperaturänderung, absenken, bis der maximal aktuell einstellte Wert der Stellgliedöffnungen (im Referenzraum) 90% beträgt. Entsprechend kann eine Erhöhung der Vorlauftemperatur bei einer Überschreitung des Sollwerts vorgenommen werden. Somit kann die zentrale Regeleinrichtung konfiguriert sein, die Vorlauftemperatur auf die maximale Stellgliedöffnung zu regeln. Hierdurch kann zum einen die Vorlauftemperatur auf einen möglichst kleinen Wert eingestellt werden und andererseits ein möglichst großer Volumenstrom erreicht werden.For example, a setpoint for the maximum actuator opening may be 90%. The degree of opening of the actuator is given here as a percentage of the maximum possible actuator opening. The central control device can lower the flow temperature so as to progressively, for example by a predetermined temperature change, until the maximum currently set value of the actuator openings (in the reference space) is 90%. Accordingly, an increase in the flow temperature can be made when the setpoint is exceeded. Thus, the central controller may be configured to control the flow temperature to the maximum actuator opening. As a result, on the one hand, the flow temperature can be set to the smallest possible value and, on the other hand, the largest possible volume flow can be achieved.

Bei einem bevorzugten Verfahren wird der Satz von Regelparametern zum Betreiben der Raumtemperaturregler der Stellglieder mit einer aktuellen Stellgliedöffnung kleiner als die maximale aktuell eingestellte Stellgliedöffnung, also in dem mindestens einen Raum, der nicht Referenzraum ist, jeweils in Abhängigkeit der aktuellen Stellgliedöffnung und der maximalen aktuell eingestellten Stellgliedöffnung, insbesondere jeweils in Abhängigkeit der Differenz zwischen der aktuellen Stellgliedöffnung und der maximalen aktuell eingestellten Stellgliedöffnung bestimmt, falls eine festgelegte Bedingung erfüllt ist. Dies kann insbesondere dazu dienen, das Ansprechverhalten der Raumtemperaturregler in dem mindestens einen Räum, der nicht Referenzraum ist, zu verstärken, indem zum Beispiel die Regelparameter temporär verändert werden.In a preferred method, the set of control parameters for operating the room temperature controllers of the actuators with a current actuator opening is smaller than the maximum currently set actuator opening, ie in the at least one room that is not reference space, depending on the current actuator opening and the maximum currently set Actuator opening, in particular determined in each case depending on the difference between the current actuator opening and the maximum currently set actuator opening, if a specified condition is met. This can serve, in particular, to amplify the response of the room temperature controller in the at least one clearing, which is not the reference space, by temporarily changing the control parameters, for example.

Als Bedingung kann zum Beispiel festgelegt sein, dass sich die maximale Stellgliedöffnung innerhalb eines festgelegten Zeitintervalls von beispielsweise fünf Minuten, zehn Minuten oder fünfzehn Minuten, um einen festgelegten Betrag verringert hat. Dies kann insbesondere vorkommen, wenn plötzlich ein Fremdwärmeeintrag in den Referenzraum stattfindet. Ein Fremdwärmeeintrag kann beispielsweise durch Sonneneinstrahlung oder das Verwenden einer Fremdwärmequelle in dem Raum bewirkt werden. In Folge des Fremdwärmeeintrags kann sich die Raumisttemperatur im Referenzraum soweit erhöhen, dass sie die eingestellte Raumsolltemperatur übersteigt. Dies führt dazu, dass der Raumtemperaturregler den Öffnungsgrad des Stellglieds des Heizkörpers (beziehungsweise der Stellglieder der Heizkörper) im Referenzraum verringert.As a condition, for example, it may be determined that the maximum actuator opening has decreased within a predetermined time interval of, for example, five minutes, ten minutes or fifteen minutes by a predetermined amount. This can occur in particular if suddenly a foreign heat input takes place in the reference space. A foreign heat input can be effected, for example, by solar radiation or using a source of external heat in the room. As a result of the external heat input, the actual room temperature in the reference room can increase to such an extent that it exceeds the set room set temperature. As a result, the room temperature controller reduces the opening degree of the actuator of the radiator (or the actuators of the radiator) in the reference space.

Alternativ oder zusätzlich zur bereits genannten Bedingung, kann als Bedingung festgelegt werden, dass die Raumisttemperatur im Raum mit der maximalen aktuell eingestellten Stellgliedöffnung (im Referenzraum) größer als die Raumsolltemperatur ist. Dies kann beispielsweise in Folge eines Fremdwärmeeintrags der Fall sein und zu einer Absenkung der Vorlauftemperatur führen. Um ein durch eine reduzierte Vorlauftemperatur verursachtes starkes Absinken der Raumtemperatur in den anderen Räumen, die nicht Referenzraum sind, zu vermeiden, kann das Ansprechverhalten der jeweiligen Raumtemperaturregler zum Beispiel durch Übersteuern der Regelparameter verstärkt werden. Dies kann dazu führen, dass ein anderer Raum schneller zum Referenzraum wird, da durch das Übersteuern der Regelparameter ein schnelleres Öffnen der Stellglieder bewirkt werden kann.As an alternative or in addition to the already mentioned condition, it can be specified as a condition that the actual room temperature in the room with the maximum currently set actuator opening (in the reference room) is greater than the set room temperature. This may be the case, for example, as a result of an external heat input and lead to a reduction of the flow temperature. In order to avoid a strong drop in the room temperature caused by a reduced flow temperature in the other rooms, which are not reference room, the response of the respective room temperature controller can be enhanced, for example by overriding the control parameters. This can lead to a different room becoming the reference room more quickly, since overriding the control parameters can result in a faster opening of the actuators.

Weitere Bedingungen für das Übersteuern der Regelparameter können beinhalten, dass die aktuell eingestellte Stellgliedöffnung im Referenzraum kleiner als der Sollwert der Stellgliedöffnung für den Referenzraum ist. Um die Stellgliedöffnung im Referenzraum auf den Sollwert zu regeln, wird die zentrale Regeleinrichtung in diesem Fall die Vorlaufsolltemperatur absenken. Durch das Absenken der Vorlaufsolltemperatur erzwingt die Regeleinrichtung, dass die Raumtemperaturregler den Öffnungsgrad der Stellglieder erhöhen.Other conditions for overriding the control parameters may include that the currently set actuator opening in the reference space is smaller than the setpoint of the actuator opening for the reference space. In order to control the actuator opening in the reference space to the desired value, the central control device will lower the flow temperature setpoint in this case. By lowering the flow temperature setpoint, the control device forces the room temperature controller to increase the degree of opening of the actuators.

Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels, auf welches die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, näher beschrieben.Further advantageous embodiments will be described in more detail below with reference to an embodiment shown in the drawings, to which the invention is not limited.

Es zeigen schematisch:

Figur 1
Fig. 1 zeigt eine Heizungsanlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Figur 2
Fig. 2 illustriert die Abhängigkeit des Massenstroms durch ein beispielhaftes Heizkörperventil in Abhängigkeit des Ventilhubs.
Figur 3
Fig. 3 illustriert ein Verfahren zum Bestimmen von Regelparametern in Abhängigkeit des aktuellen Öffnungsgrad eines Stellglieds.
Figur 4
Fig. 4 illustriert eine Heizungsanlage gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Figur 5
Fig. 5 illustriert ein Verfahren zum Übersteuern der Regelparameter der Raumtemperaturregler.
They show schematically:
FIG. 1
Fig. 1 shows a heating system according to a first embodiment.
FIG. 2
Fig. 2 illustrates the dependence of the mass flow through an exemplary radiator valve as a function of the valve lift.
FIG. 3
Fig. 3 illustrates a method for determining control parameters as a function of the current opening degree of an actuator.
FIG. 4
Fig. 4 illustrates a heating system according to another embodiment.
FIG. 5
Fig. 5 illustrates a method for overriding the control parameters of the room temperature controller.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung anhand von AusführungsbeispielenDetailed description of the invention based on embodiments

Bei der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.In the following description of a preferred embodiment of the present invention, like reference characters designate like or similar components.

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer einfachen Heizungsanlage 1 für ein Gebäude mit mindestens zwei beheizbaren Räumen R1, R2, die jeweils mindestens einen Heizkörper HK1, HK2 aufweisen. Bei den Heizkörpern HK1, HK2 kann es sich um herkömmliche Wandheizkörper wie zum Beispiel Radiatoren oder Kompaktheizkörper handeln. Die Heizkörper HK1, HK2 können aber auch Teil einer Fußbodenheizung oder Wandflächenheizung sein. Das Gebäude kann auch weitere, nicht beheizbare Räume umfassen. FIG. 1 shows an embodiment of a simple heating system 1 for a building with at least two heatable rooms R1, R2, each having at least one radiator HK1, HK2. The radiators HK1, HK2 can be conventional wall radiators such as radiators or compact radiators. The radiators HK1, HK2 can also be part of a floor heating or wall surface heating. The building may also include other unheated rooms.

Die Heizungsanlage 1 weist einen Wärmeerzeuger WE auf, bei dem es sich beispielsweise um einen mit Gas, Heizöl, Holz oder sonstigem Brennstoff betriebenen Warmwasserkessel handeln kann. Über einen Vorlauf VL fließt ein vom Wärmeerzeuger WE erhitztes fluides Wärmeträgermedium, beispielsweise Wasser, zu den mindestens zwei Heizkörpern HK1, HK2. Über einen Rücklauf RL fließt das Wärmeträgermedium von den Heizkörpern HK1, HK2 zurück zum Wärmeerzeuger WE. Zum Fördern des Wärmeträgermediums ist beispielsweise im Vorlauf VL eine Pumpe P angeordnet. Die Pumpe P kann anstatt im Vorlauf VL auch im Rücklauf RL oder im Wärmeerzeuger WE selbst angeordnet sein. Die Förderleistung der Pumpe P kann beispielsweise über die Pumpendrehzahl steuerbar beziehungsweise regelbar sein. Über einen nicht dargestellten Temperatursensor wird eine Vorlauftemperatur TVL des Wärmeträgermediums im Vorlauf VL gemessen.The heating system 1 has a heat generator WE, which may be, for example, operated with gas, fuel oil, wood or other fuel hot water boiler. About a flow VL flows from the heat generator WE heated fluid heat transfer medium, such as water, to the at least two radiators HK1, HK2. The heat transfer medium flows from the radiators HK1, HK2 back to the heat generator WE via a return RL. For conveying the heat transfer medium, a pump P is arranged for example in the flow VL. The pump P may be arranged instead of the flow VL in the return RL or in the heat generator WE itself. The delivery rate of the pump P can be controlled or regulated, for example, via the pump speed. Via a temperature sensor, not shown, a flow temperature T VL of the heat transfer medium in the flow VL is measured.

Die Heizkörper HK1, HK2 weisen jeweils ein Ventil V1, V2 als Stellglied zum Einstellen eines Massenstroms beziehungsweise eines Volumenstroms des Wärmeträgermediums durch den jeweiligen Heizkörper HK1, HK2 auf. Hierzu wird jeweils ein Ventilhub eines Ventils V1, V2 über einen entsprechenden Aktor eingestellt. Als Ventil V1, V2 kann beispielsweise ein Danfoss RA-N 10 Ventil mit Voreinstellung N verwendet werden. Der Ventilhub wird im Folgenden auch als Stellgliedöffnung beziehungsweise Öffnungsgrad des Ventils bezeichnet. Der Ventilhub kann beispielsweise in Prozent des maximalen Ventilhubs gemessen werden. Der Wert des Ventilhubs kann entsprechend in Prozent oder als Dezimalzahl angegeben werden.The radiators HK1, HK2 each have a valve V1, V2 as an actuator for setting a mass flow or a volume flow of the heat transfer medium through the respective radiator HK1, HK2. For this purpose, in each case one valve lift of a valve V1, V2 is set via a corresponding actuator. As a valve V1, V2, for example, a Danfoss RA-N 10 valve with default N can be used. The valve lift is also referred to below as the actuator opening or opening degree of the valve. The valve lift can be measured, for example, as a percentage of the maximum valve lift. The value of the valve lift can be specified in percent or as a decimal number.

Die Heizkörper HK1, HK2 weisen jeweils eine Einstelleinrichtung E1, E2 mit einem Temperatursensor (nicht dargestellt) zum Ermitteln einer Raumisttemperatur TR auf. Der Temperatursensor kann entweder ein Bestandteil der Einstelleinrichtung sein oder als externer Temperatursensor an einem geeigneten Ort im Raum angeordnet sein. Die Einstelleinrichtung E1, E2 kann direkt am Heizköper HK1, HK2 oder beispielsweise an einer Wand des Raumes R1, R2 angeordnet sein. Über die Einstelleinrichtung E1, E2 kann ein Benutzer eine gewünschte Raumsolltemperatur TR,W vorgeben. Wenn mehrere Heizkörper in einem Raum vorhanden sind, kann die in dem Raum angeordnete Einstelleinrichtung konfiguriert sein, alle Ventile der Heizkörper eines Raumes einzustellen.The radiators HK1, HK2 each have an adjusting device E1, E2 with a temperature sensor (not shown) for determining a Raumisttemperatur T R. The temperature sensor may either be part of the adjustment device or be arranged as an external temperature sensor at a suitable location in the room. The adjusting device E1, E2 can be arranged directly on the heating element HK1, HK2 or, for example, on a wall of the space R1, R2. Via the setting device E1, E2, a user can specify a desired desired room temperature T R, W. If several radiators are present in a room, the adjusting device arranged in the room can be configured to set all the valves of the radiators of a room.

Die Einstelleinrichtung E1, E2 weist ferner einen Raumtemperaturregler zum Einstellen und Regeln des Öffnungsgrads des Ventils V1, V2 auf. Der Raumtemperaturregler der Einstelleinrichtung E1, E2 ist konfiguriert, den Ventilhub in Abhängigkeit einer jeweils pro Raum vorgegebenen Raumsolltemperatur TR,W und der ermittelten Raumisttemperatur TR zu regeln. Da der Ventilhub jeweils pro Raum eingestellt wird, kann hiermit eine Einzelraumregelung der Raumtemperatur verwirklicht werden. In alternativen Ausführungen der Erfindung kann der mindestens eine Raumtemperaturregler in der zentralen Regeleinrichtung Z angeordnet sein oder als separates Element der Heizungsanlage ausgebildet sein.The adjusting device E1, E2 further comprises a room temperature controller for setting and regulating the opening degree of the valve V1, V2. The room temperature controller of the setting device E1, E2 is configured to regulate the valve lift as a function of a respective room setpoint temperature T R, W and the determined actual room temperature T R. Since the valve lift is set in each case for each room, an individual room control of the room temperature can hereby be realized. In alternative embodiments of the invention, the at least one room temperature controller may be arranged in the central control device Z or be designed as a separate element of the heating system.

Die Einstelleinrichtung E1, E2 umfasst eine Kommunikationseinrichtung zum Kommunizieren mit einer zentralen Regeleinrichtung Z der Heizungsanlage 1. Die Kommunikationseinrichtung kann entweder über eine geeignete drahtgebundene Leitung und/oder drahtlos mit der zentralen Regeleinrichtung Z kommunizieren. Die Einstelleinrichtungen E1, E2 können auch dazu ausgelegt sein, untereinander zu kommunizieren, so dass zum Beispiel Daten (wie zum Beispiel Sollwerte, aktuelle Messwerte und/oder andere Vorgaben wie Regelparameter) untereinander ausgetauscht oder an die Regeleinrichtung Z weitergeleitet werden können.The setting device E1, E2 comprises a communication device for communicating with a central control device Z of the heating system 1. The communication device can communicate either via a suitable wired line and / or wirelessly with the central control device Z. The setting devices E1, E2 can also be designed to communicate with one another, so that, for example, data (such as desired values, current measured values and / or other specifications such as control parameters) can be interchanged or forwarded to the control device Z.

Die zentrale Regeleinrichtung Z der Heizungsanlage 1 steuert beziehungsweise regelt den Wärmeerzeuger WE, um die Vorlauftemperatur TVL des Trägermediums auf eine vorgegebene Vorlaufsolltemperatur TVL,W einzustellen. Hierzu kann die Regeleinrichtung Z beispielsweise Steuersignale an einen Feuerungsautomaten des Wärmeerzeugers WE ausgeben. Ferner kann die zentrale Regeleinrichtung Z konfiguriert sein, die Förderleistung der Pumpe P zu regeln oder zu steuern, um einen Massenstrom durch den Vorlauf VL beziehungsweise durch den Rücklauf RL einzustellen. Wie oben erwähnt kann die zentrale Regeleinrichtung Z auch den mindestens einen Raumtemperaturregler umfassen. Die zentrale Regeleinrichtung Z kann eine Komponente des Wärmeerzeugers WE oder eine separate Vorrichtung sein, die mit dem Wärmeerzeuger WE kommuniziert. Die Regeleinrichtung ist ferner konfiguriert, mit den Einstelleinrichtungen E1, E2 der Heizkörper HK1, HK2 zu kommunizieren, beispielsweise um Daten auszulesen oder um Sollwerte oder Regelparameter vorzugeben. Die Kommunikation zwischen der zentralen Regeleinrichtung Z, der Pumpe P, dem Wärmeerzeuger WE und den Einstelleinrichtungen E1, E2 kann jeweils drahtgebunden und/oder drahtlos erfolgen. Hierzu umfassen die zentrale Regeleinrichtung Z, die Pumpe P, der Wärmeerzeuger WE und die Einstelleinrichtungen E1, E2 entsprechende Schnittstellen.The central control device Z of the heating system 1 controls or regulates the heat generator WE in order to set the flow temperature T VL of the carrier medium to a predetermined desired flow temperature T VL, W. For this purpose, the control device Z, for example, output control signals to an automatic burner control of the heat generator WE. Further, the central control device Z may be configured to regulate or control the delivery rate of the pump P to adjust a mass flow through the supply line VL and through the return line RL, respectively. As mentioned above, the central control device Z can also comprise the at least one room temperature controller. The central control device Z may be a component of the heat generator WE or a separate device that communicates with the heat generator WE. The control device is further configured to communicate with the setting devices E1, E2 of the radiators HK1, HK2, for example, to read out data or to specify desired values or control parameters. The communication between the central control device Z, the pump P, the heat generator WE and the setting devices E1, E2 can each be wired and / or wireless. For this purpose, the central control device Z, the pump P, the heat generator WE and the adjusting devices E1, E2 include corresponding interfaces.

Mittels der Regeleinrichtung Z kann die Vorlauftemperatur TVL auf einen bestimmten Sollwert TVL,W eingestellt werden. Hierzu kann die Regeleinrichtung Z entsprechende Regelsignale an den Wärmeerzeuger WE und/oder an die Pumpe P und/oder an entsprechende Heizkreismischer ausgeben. Insbesondere wenn eine Vielzahl von Heizkreisen mit jeweils unabhängig voneinander einstellbarer Vorlauftemperatur betrieben wird, kann die Regelung der Vorlauftemperaturen für jeden Heizkreis jeweils mittels steuerbarer Heizkreismischer erfolgen. Die Vorlauftemperaturregelung mittels der Regeleinrichtung Z kann völlig unabhängig von der Einzelraumregelung der Raumtemperaturen mittels der Raumtemperaturregler erfolgen. Andererseits regeln die Einzelraumregler die Raumtemperatur jeweils nur in Abhängigkeit der Abweichung der Raumisttemperatur von der Raumsolltemperatur. Da die Vorlaufsolltemperatur jedoch in Abhängigkeit der aktuellen Stellgliedöffnung und einer Sollstellgliedöffnung im Referenzraum bestimmt wird, sind die beiden Regelkreise wie bereits beschrieben miteinander gekoppelt.By means of the control device Z, the flow temperature T VL can be set to a specific setpoint T VL, W. For this purpose, the control device Z output corresponding control signals to the heat generator WE and / or to the pump P and / or to corresponding Heizkreismischer. In particular, when a plurality of heating circuits is operated in each case independently adjustable flow temperature, the control of the flow temperatures for each heating circuit can be done in each case by means of controllable Heizkreismischer. The flow temperature control by means of the control device Z can be done completely independent of the individual room control of the room temperatures by means of the room temperature controller. On the other hand, the individual room controllers only regulate the room temperature depending on the deviation of the actual room temperature from the room set temperature. Since the set flow temperature However, as a function of the current actuator opening and a desired actuator opening in the reference space is determined, the two control loops are coupled together as already described.

In Fig. 1 ist eine Heizungsanlage 1 mit einem Heizungskreis dargestellt, der zwei Heizungsstränge aufweist. Die beiden Heizungsstränge durch die beiden Räume R1, R2 weisen im Wesentlichen identische hydraulische Widerstände Rh1, Rh2 auf. Das heißt, dass bei gleicher Ventilöffnung der beiden Ventile V1, V2 in beiden Strängen ein im Wesentlichen identischer Massenstrom beziehungsweise Volumenstrom fließt.In Fig. 1 a heating system 1 is shown with a heating circuit having two heating strands. The two heating strands through the two spaces R1, R2 have substantially identical hydraulic resistances Rh1, Rh2. This means that with the same valve opening of the two valves V1, V2 flows in both strands, a substantially identical mass flow or volume flow.

In dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel weist der Heizkörper HK1 in Raum R1 eine deutlich größere Fläche auf als der Heizkörper HK2 in Raum 2. Der Heizkörper HK1 in Raum R1 kann somit bei gleicher Temperatur mehr Wärme abgeben als der Heizkörper HK2 in Raum R2. Die Heizlast, also die zum Erreichen der Raumsolltemperatur benötigte Heizleistung, ist in beiden Räumen R1, R2 ungefähr gleich groß. Der Quotient aus installierter Heizkörpernormleistung und Heizlast ist Raum R1 somit deutlich größer als in Raum R2. Bei gleichem Massenstrom durch die beiden Heizkörper HK1, HK2 würde demnach in Raum R1 im Vergleich zu Raum R2 eine deutlich niedrigere Vorlauftemperatur TVL ausreichen, um dieselbe Raumsolltemperatur TR,W zu erreichen. Der Raum R2 ist also der thermisch-hydraulisch ungünstigere der beiden Räume R1, R2.In the in Fig. 1 The radiator HK1 in room R1 can thus emit more heat than the radiator HK2 in room R2 at the same temperature. The heating load, ie the heating power required to reach the desired room temperature, is approximately the same in both rooms R1, R2. The quotient of installed radiator standard power and heating load is therefore significantly larger in room R1 than in room R2. Accordingly, in the case of the same mass flow through the two radiators HK1, HK2, a significantly lower flow temperature T VL would be sufficient in space R1 compared to space R2 in order to achieve the same desired room temperature T R, W. The space R2 is thus the thermo-hydraulic unfavorable of the two rooms R1, R2.

Ein erster Raum kann auch dann thermisch-hydraulisch ungünstiger als ein zweiter Raum sein, wenn der hydraulische Widerstand zwischen dem Wärmeerzeuger WE und einem im ersten Raum angeordneten Heizkörper größer als der hydraulische Widerstand zwischen dem Wärmeerzeuger WE und einem im zweiten Raum angeordneten Heizkörper ist. Im Allgemeinen benötigt ein thermisch-hydraulisch ungünstiger Raum bei einer gegebenen Vorlauftemperatur TVL mehr Zeit um eine bestimmte Raumsolltemperatur TR,W zu erreichen als ein thermisch-hydraulisch günstigerer Raum. Maßgeblich für die benötigte Zeit zum Aufheizen eines Raumes auf eine Raumsolltemperatur sind das Raumvolumen, die mittlere thermische Kapazität des Raumes, Wärmeverluste an die Umgebung, die Oberfläche des Heizkörpers, der Massenstrom beziehungsweise Volumenstrom durch den Heizkörper sowie die mittlere Temperatur des Heizkörpers, die aus der Differenz der Vorlauftemperatur und der Rücklauftemperatur berechnet werden kann und ein Maß für den Wärmeübertrag vom Trägermedium auf den Raum ist.A first space may also be thermally-hydraulically less favorable than a second space if the hydraulic resistance between the heat generator WE and a radiator arranged in the first space is greater than the hydraulic resistance between the heat generator WE and a radiator arranged in the second space. In general, a thermally-hydraulically unfavorable space at a given flow temperature T VL requires more time to reach a certain desired room temperature T R, W than a thermo-hydraulically more favorable space. Decisive for the time required to heat a room to a desired room temperature, the volume of space, the average thermal capacity of the room, heat losses to the environment, the surface of the radiator, the mass flow or volume flow through the radiator and the average temperature of the radiator, from the Difference of the flow temperature and the return temperature can be calculated and is a measure of the heat transfer from the carrier medium to the room.

Bei einer Außentemperatur von beispielsweise -5°C würde in Raum R1 eine relativ niedrige Vorlauftemperatur von 40°C ausreichen, um den Raum bei voll geöffnetem Ventil V1 innerhalb eines Zeitraums von etwa einer Stunde auf einen vorgegebenen Sollwert der Raumtemperatur von etwa 23°C aufzuheizen. In Raum R2 wäre dagegen aufgrund des kleineren Heizkörpers HK2 bei voll geöffnetem Ventil V2 eine Vorlauftemperatur von 60°C notwendig, um dieselbe Raumsolltemperatur TR,W innerhalb von einer Stunde zu erreichen. Im stationären Zustand, wenn die Raumisttemperatur im Wesentlichen der gewünschten Raumsolltemperatur entspricht, kann der Raumtemperaturregler der Einzelraumregelung in Raum R1 das Ventil V1 mit einem kleineren Ventilhub (Ventilöffnungsgrad) betreiben als der Raumtemperaturregler die Einzelraumregelung das Ventil V2 in Raum R2, da beide mit derselben Vorlauftemperatur betrieben werden. In Raum R2 ist also bei gegebener Vorlauftemperatur ein höherer Massenstrom beziehungsweise Volumenstrom des Trägermediums notwendig, um einen ausreichend großen Wärmeübertrag zum Halten der Raumisttemperatur beim Sollwert zu bewirken.At an outdoor temperature of, for example, -5 ° C, a relatively low flow temperature of 40 ° C would be sufficient in room R1 to heat the room with a fully open valve V1 within a period of about one hour to a predetermined setpoint room temperature of about 23 ° C. , In room R2, however, HK2 would be due to the smaller radiator when the valve V2 is fully open, a flow temperature of 60 ° C is necessary in order to reach the same desired room temperature T R, W within one hour. In the stationary state, when the actual room temperature substantially corresponds to the desired room setpoint temperature, the room temperature controller in room R1 can operate valve V1 with a smaller valve lift (valve opening degree) than the room temperature controller the single room control valve V2 in room R2, since both are at the same supply temperature operate. In room R2, therefore, a higher mass flow or volume flow of the carrier medium is necessary at a given flow temperature in order to effect a sufficiently large heat transfer to maintain the actual room temperature at the setpoint.

Bei der dynamischen Referenzraumregelung wird über den mittels der Regeleinrichtung Z realisierten Vorlauftemperaturregelkreis die Vorlauftemperatur so eingestellt, dass sich in einem Referenzraum ein bestimmter Sollwert der Ventilöffnung HW einstellt. Als Referenzraum wird derjenige Raum gewählt, in dem der aktuelle Ventilhub Hakt am größten ist. Hierzu kann beispielsweise die zentrale Regeleinrichtung Z alle aktuellen Ventilhübe auslesen, und den Raum mit dem aktuell größten Ventilhub ermitteln.In the case of the dynamic reference space control, the flow temperature is set via the flow temperature control loop realized by means of the control device Z such that a specific desired value of the valve opening H W is set in a reference space. As the reference space, that space is chosen in which the current valve lift H act is greatest. For this purpose, for example, read the central control device Z all current valve lifts, and determine the space with the currently largest valve lift.

Im vorliegenden Beispiel gilt zunächst der thermisch-hydraulisch ungünstigere Raum R2 als Referenzraum, da sich hier eine größere Ventilöffnung einstellt. Die zentrale Regeleinrichtung Z regelt die Vorlauftemperatur auf einen ersten Wert der Vorlaufsolltemperatur, bei dem sich im Ventil V2 ein Ventilhub mit einem vorbestimmten Sollwert einstellt. Dieser Sollwert kann vorgegeben werden und beispielsweise 90% betragen. Die resultierende Vorlauftemperatur beträgt beispielsweise 60°C. Diese ist ausreichend, um den Raum R2 auf die Raumsolltemperatur TR,W zu heizen. Diese Vorlauftemperatur ist jedoch für Raum R1 deutlich zu hoch, so dass das Ventil V1 in Raum R1 im stationären Zustand einen deutlich kleineren Ventilhub von beispielsweise nur 10% annimmt, um zu vermeiden, dass die Raumtemperatur in Raum R2 den Raumtemperatursollwert überschreitet. Aufgrund der unterschiedlichen Dimensionierung der beiden Heizkörper HK1, HK2 in den Räumen R1, R2 stellen sich somit sehr unterschiedliche Ventilöffnungsgrade der Ventile V1, V2 ein. Mithin ergibt sich ein Fall, in dem die zwei Ventile V1, V2 in sehr unterschiedlichen Arbeitspunkten betrieben werden, was zu verschiedenen Problemen führen kann, wie im Folgenden anhand von Fig. 2 näher beschrieben wird.In the present example, the thermally-hydraulically unfavorable space R2 initially applies as the reference space, since a larger valve opening occurs here. The central control device Z regulates the flow temperature to a first value of the desired flow temperature at which a valve lift in the valve V2 is set at a predetermined desired value. This setpoint can be specified and, for example, be 90%. The resulting flow temperature is for example 60 ° C. This is sufficient to heat the room R2 to the desired room temperature T R, W. However, this flow temperature is significantly too high for room R1, so that the valve V1 in room R1 assumes a much smaller valve lift of, for example, only 10% in the steady state, in order to avoid that the room temperature in room R2 exceeds the room temperature setpoint. Due to the different dimensions of the two radiators HK1, HK2 in the spaces R1, R2 thus set very different valve opening degrees of the valves V1, V2. Thus, a case arises in which the two valves V1, V2 are operated at very different operating points, which can lead to various problems, as described below with reference to FIG Fig. 2 will be described in more detail.

Die in Fig. 2 gezeigte Kurve illustriert beispielhaft die Abhängigkeit des Durchflusses (relativer Massenstrom gemessen in Prozent des maximalen Massenstroms bei maximaler Ventilöffnung) durch ein Ventil vom Öffnungsgrad des Ventils für ein typisches Heizkörperventil. Die Abhängigkeit des Massenstroms vom Ventilhub kann bei jedem Ventil etwas unterschiedlich sein. Bei kleinen Ventilhüben hat eine Ventilhubänderung um einen bestimmten Betrag eine relativ große Massenstromänderung zur Folge. In dem beispielhaften Verlauf der Fig. 2 gilt dies insbesondere für Werte des Ventilhubs, die zwischen 0 und 0,3 liegen. In diesem Bereich bewirkt eine Ventilhubänderung von 0,1 eine Massenstromänderung von ungefähr 20% bis 30%. Im Gegensatz dazu fällt die Massenstromänderung bei einer Ventilhubänderung um denselben Betrag bei größeren Ventilhüben deutlich kleiner aus. In Fig. 2 gilt dies für Werte des Ventilhubs, die zwischen 0,4 und 1 liegen. In diesem Bereich bewirkt eine Ventilhubänderung von 0,1 eine Massenstromänderung von weniger als 10% bis weniger als 1%. Diese starke Nichtlinearität in der Abhängigkeit der Massenstromänderung vom Betrag der Ventilhubänderung kann das Regelverhalten eines Raumtemperaturreglers, der die Raumtemperatur über den Ventilhub regelt, stark beeinflussen.In the Fig. 2 The curve shown by way of example illustrates the dependence of the flow (relative mass flow measured as a percentage of the maximum mass flow at maximum valve opening) through a valve from the degree of opening of the valve for a typical radiator valve. The dependence of the mass flow on the valve lift may be slightly different for each valve. For small valve lifts, a valve lift change by a certain amount results in a relatively large mass flow change. In the exemplary course of Fig. 2 this applies in particular to values of the valve lift that lie between 0 and 0.3. In this range, a valve lift change of 0.1 causes a mass flow change of approximately 20% to 30%. In contrast, the mass flow change at a valve lift change by the same amount at larger valve strokes is significantly smaller. In Fig. 2 this applies to values of the valve lift that are between 0.4 and 1. In this range, a valve lift change of 0.1 causes a mass flow change of less than 10% to less than 1%. This strong non-linearity in the dependence of the mass flow change on the amount of valve lift change can greatly influence the control behavior of a room temperature controller, which regulates the room temperature via the valve lift.

Ein konventioneller Regler kann bei stark nichtlinearer Abhängigkeit der Stellgröße (hier Massenstrom vom Ventilhub) nur für einen eingeschränkten Arbeitsbereich optimal ausgelegt werden. Bei der vorliegenden Nichtlinearität (siehe Fig. 2) der Regelstrecke zwischen Ventilhub und Massenstrom hat dies zur Folge, dass der Regler entweder für den unteren Arbeitsbereich, also insbesondere für den Bereich zwischen einem Wert von 0 und 0,3 des Ventilhubs, oder für den oberen Arbeitsbereich, also insbesondere für den Bereich zwischen einem Wert von 0,4 und 1 des Ventilhubs, eingestellt werden kann. Das Ansprechverhalten eines für den unteren Arbeitsbereich optimierten Reglers, ist für den oberen Arbeitsbereich zu schwach. Bei einem für den oberen Arbeitsbereich optimierten Regler besteht hingegen das Risiko, dass es im unteren Arbeitsbereich zu Instabilitäten, insbesondere zu starken Schwingungen im Regelverhalten kommen kann.A conventional controller can be designed optimally only for a limited work area with highly nonlinear dependence of the manipulated variable (here mass flow from the valve lift). In the case of the present nonlinearity (see Fig. 2 ) of the controlled system between valve lift and mass flow, this has the consequence that the controller either for the lower working range, ie in particular for the range between a value of 0 and 0.3 of the valve lift, or for the upper working range, ie in particular for the range between a value of 0.4 and 1 of the valve lift can be adjusted. The response of a controller optimized for the lower working range is too weak for the upper working range. In the case of a controller optimized for the upper working range, on the other hand, there is the risk that instabilities may occur in the lower working range, in particular excessive oscillations in the control behavior.

Bei herkömmlichen Verfahren ohne Referenzraumregelung werden die Ventile normalerweise entweder nur im unteren oder nur im oberen Arbeitsbereich betrieben. Die mit den Ventilen gekoppelten Raumtemperaturregler werden dabei entsprechend für nur einen dieser Arbeitsbereiche optimiert. Bei der dynamischen Referenzraumregelung kommt es hingegen häufig vor, dass Ventile verschiedener Räume in unterschiedlichen Arbeitsbereichen betrieben werden. Dies kann beispielsweise durch unterschiedliche Heizlasten der Räume oder unterschiedliche Heizleistungen der Heizkörper (in Relation zur jeweiligen Heizlast des Raums) bedingt sein. Wie bereits erwähnt soll bei der dynamischen Referenzraumregelung das Ventil im aktuellen Referenzraum möglichst konstant bei einem festgelegten Sollwert des Ventilhubs betrieben werden. Hierzu regelt die überlagerte Vorlauftemperaturregelung die Vorlauftemperatur auf einen Wert, bei dem das Ventil im Referenzraum den festgelegten Sollwert des Ventilhubs annimmt. Der Sollwert der Stellgliedöffnung im Referenzraum kann zum Beispiel so gewählt werden, dass ein möglichst hoher Massenstrom beziehungsweise Volumenstrom durch den Heizkörper des Referenzraums sichergestellt wird, so dass gleichzeitig die Vorlauftemperatur auf einen möglichst geringen Wert geregelt werden kann.In conventional methods without reference space control, the valves are normally operated either only in the lower or in the upper working range. The room temperature controllers coupled with the valves are optimized accordingly for only one of these work areas. In the case of dynamic reference room control, however, it often happens that valves of different rooms are operated in different work areas. This can be caused, for example, by different heating loads of the rooms or different heating powers of the radiators (in relation to the respective heating load of the room). As already mentioned, in the case of dynamic reference space control, the valve in the current reference space should be operated as constantly as possible at a specified setpoint value of the valve lift. For this purpose, the superposed flow temperature control regulates the flow temperature to a value at which the valve in the reference space assumes the specified setpoint value of the valve lift. The desired value of the actuator opening in the reference space can be selected, for example, such that the highest possible mass flow or volume flow through the Radiator of the reference space is ensured, so that at the same time the flow temperature can be controlled to the lowest possible value.

Größere Unterschiede in den Öffnungsgraden der Stellglieder verschiedener beheizter Räume eines Heizkreises können insbesondere auch dann auftreten, wenn ein Verfahren zum automatischen hydraulischen Abgleich einer Heizungsanlage verwendet wird. Ein solches Verfahren wird beispielsweise in der Patentanmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen DE 10 2017 203 850 beschrieben. Ziel eines solchen Verfahrens ist es unter anderem, ein gleichmäßiges Aufheizen aller Räume in einem Heizkreis zu gewährleisten. Hierzu kann die zentrale Regeleinrichtung die Öffnungsgrade aller Stellglieder erfassen und eine Vorlauftemperatur in Abhängigkeit der erfassten Stellgliedöffnungen bestimmen.Greater differences in the degrees of opening of the actuators of different heated rooms of a heating circuit can also occur in particular when a method for automatic hydraulic balancing of a heating system is used. Such a method is described, for example, in the patent application with the official file reference DE 10 2017 203 850 described. The aim of such a method is, inter alia, to ensure a uniform heating of all rooms in a heating circuit. For this purpose, the central control device can detect the opening degrees of all actuators and determine a flow temperature as a function of the detected actuator openings.

In der Praxis hat sich gezeigt, dass die Ventile in nahezu allen Arbeitspunkten betrieben werden müssen, um eine effiziente dynamische Referenzraumregelung realisieren zu können. Dynamische Referenzraumregelung beinhaltet nämlich, dass der Referenzraum in Abhängigkeit der aktuell eingestellten Ventilhübe gewählt wird. Zudem ist es für einen ordnungsgemäßen Betrieb einer Heizungsanlage mit dynamischer Referenzraumregelung aufgrund der Kopplung des Vorlauftemperaturregelkreises mit der Einzelraumregelung notwendig, dass die Reaktionsstärke der einzelnen Raumtemperaturregler in allen Arbeitspunkten groß genug ist. Reagiert die Raumtemperaturregelung nämlich zu schwach, kann dies in Kombination mit der Vorlauftemperaturregelung dazu führen, dass die Raumsolltemperatur TR,W im Referenzraum nicht mehr erreicht werden kann, da die zentrale Regeleinrichtung Z als Vorlauftemperaturregler den Ventilhub des Ventils im Referenzraum zwar auf den Sollwert regelt, dieser Ventilhub in Kombination mit der eingestellten Vorlauftemperatur jedoch nicht ausreicht, um im Referenzraum die Raumsolltemperatur TR,W zu erreichen. Reagiert der Raumtemperaturregler zu schwach auf diese Abweichung, kann er die entsprechend benötigte Vorlauftemperaturanpassung nicht erzwingen.In practice it has been shown that the valves must be operated in almost all operating points in order to realize an efficient dynamic reference space control. Namely, dynamic reference space control includes that the reference space is selected depending on the currently set valve lift. In addition, it is necessary for proper operation of a heating system with dynamic reference space control due to the coupling of the flow temperature control loop with the individual room control that the reaction strength of the individual room temperature controller is large enough in all operating points. If the room temperature control reacts too weakly, this, in combination with the flow temperature control, can result in the desired room temperature T R, W in the reference space no longer being able to be achieved, since the central control device Z as flow temperature controller controls the valve lift of the valve in the reference space to the setpoint However, this valve lift in combination with the set flow temperature is not sufficient to reach the room target temperature T R, W in the reference room. If the room temperature controller reacts too weakly to this deviation, it can not force the corresponding required flow temperature adjustment.

Das erfindungsgemäße Verfahren zielt darauf ab, einen effizienten Betrieb der dynamischen Referenzraumregelung in allen Arbeitsbereichen der Raumtemperaturregler sicherzustellen.The method according to the invention aims to ensure efficient operation of the dynamic reference space control in all operating ranges of the room temperature controllers.

Wie bereits beschrieben ergibt sich in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel für den das Ventil V1 in Raum R1 ein Ventilöffnungsgrad von 10% und für das Ventil V2 in Raum R2 ein Ventilöffnungsgrad von 90%, wobei der Raum R2 als Referenzraum gilt und die überlagerte Vorlauftemperaturregelung den Wert der Vorlauftemperatur so einstellt, dass das Ventil V2 in Raum R2 auf den Sollwert des Ventilhubs HW von 90% öffnet. Die Raumtemperaturregler können beispielsweise als PID- oder PI-Regler ausgebildet sein. Die Regelparameter der Einzelraumregler können in Abhängigkeit des tatsächlichen aktuellen Ventilhubs des zugehörigen Ventiles ermittelt werden. Im Folgenden wird beschrieben, wie die Regelparameter für die beiden Einzelraumregler in Räumen R1 und R2 ermittelt werden.As already described results in the described embodiment for the valve V1 in space R1, a valve opening degree of 10% and for the valve V2 in space R2, a valve opening degree of 90%, the space R2 is the reference space and the superposed flow temperature control the value of Flow temperature set so that the valve V2 opens in room R2 to the setpoint of the valve lift H W of 90%. The room temperature controller can be designed for example as a PID or PI controller. The control parameters of the individual room controllers can be determined as a function of the actual current valve lift of the associated valve become. The following section describes how the control parameters for the two individual room controllers in rooms R1 and R2 are determined.

Der beispielhafte Raumtemperaturregler ist ein PI-Regler, dessen Regelverhalten durch zwei Regelparameter Kp und Ki bestimmt wird. Die Regelparameter Kp und Ki können für jeden Raumtemperaturregler gemäß einem Verfahren, das in Fig. 3 illustriert ist, anhand fest vorgegebener Eingangsparameter Kpmax und Tn aus den aktuellen Öffnungsgraden Hakt der jeweiligen Stellglieder bestimmt werden. Der Parameter Kp bestimmt den proportionalen Anteil des P-Regelglieds. Der Parameter Ki beschreibt das Verhalten des I-Regelglieds. Der Parameter Ki wird als Quotient aus dem Regelparameter Kp und der vorgegebenen Nachstellzeit Tn berechnet. Kp wird als Produkt aus dem vorgegebenen Parameter Kpmax und der aktuellen Stellgliedöffnung des jeweiligen Stellglieds errechnet. Der Regelparameter Kp und somit das Regelverhalten des Raumtemperaturregler wird also in Abhängigkeit der aktuellen Stellgliedöffnung bestimmt. Die beiden Regelparameter Kp und Ki können beispielsweise berechnet werden aus: K p = H akt ⋅ K pmax

Figure imgb0001
K i = K p ÷ T n
Figure imgb0002
 The exemplary room temperature controller is a PI controller whose control behavior is determined by two control parameters K p and K i . The control parameters K p and K i can be used for each room temperature controller according to a method that is described in Fig. 3 is illustrated, are determined on the basis of fixed input parameters K pmax and T n from the current opening degrees H act of the respective actuators. The parameter K p determines the proportional component of the P-controller. The parameter K i describes the behavior of the I-control element. The parameter K i is calculated as a quotient of the control parameter K p and the predetermined reset time T n . K p is calculated as the product of the preset parameter K pmax and the current actuator opening of the respective actuator. The control parameter K p and thus the control behavior of the room temperature controller is thus determined as a function of the current actuator opening. The two control parameters K p and K i can be calculated, for example, from: K p = H act ⋅ K pmax
Figure imgb0001
 K i = K p ÷ T n
Figure imgb0002

Beispielhaft sei ein Kpmax von 40 % K

Figure imgb0003
und eine Nachstellzeit von Tn = 3600s vorgegeben. Für Raum R1 und Raum R2 ergeben sich demnach in Abhängigkeit der aktuellen Stellgliedöffnungen von 10% und 90% die folgenden Regelparameter für die Einzelraumregelung: R 1 : K p = 0.1 ⋅ 40 % K = 4 % K ; K i = 4 % K ÷ 3600 s = 0.001 % Ks
Figure imgb0004
 R 2 : K p = 0.9 ⋅ 40 % K = 36 % K ; K i = 36 % K ÷ 3600 s = 0.01 % Ks
Figure imgb0005
 As an example, let K pmax be 40 % K
Figure imgb0003
 and an adjustment time of T n = 3600 s given. Accordingly, for room R1 and room R2, the following control parameters for individual room control result depending on the current actuator openings of 10% and 90%: R 1 : K p = 0.1 ⋅ 40 % K = 4 % K ; K i = 4 % K ÷ 3600 s = 0001 % Ks
Figure imgb0004
 R 2 : K p = 0.9 ⋅ 40 % K = 36 % K ; K i = 36 % K ÷ 3600 s = 12:01 % Ks
Figure imgb0005

Der P-Anteil Kp des Raumtemperaturreglers ist in Raum R1 bei kleinem Ventilhub somit deutlich kleiner als in Raum R2. Steigt nun beispielsweise durch einen Fremdwärmeeintrag die Raumtemperatur TR spontan in beiden Räumen um 1 Kelvin an, wird das Ventil V2 in Raum R2 um einen Hub von 36% und das Ventil V1 in Raum R1 um einen Hub von 4% schließen. Legt man die Ventilcharakteristik aus Fig. 2 zugrunde, resultiert dies in Änderungen des relativen Massenstromes von 11% in Raum 1 und 7% in Raum 2.The P component K p of the room temperature controller is thus significantly smaller in room R1 with a small valve lift than in room R2. If, for example, the room temperature T R spontaneously increases by 1 Kelvin in both rooms due to extraneous heat input, the valve V2 will close in room R2 by a stroke of 36% and valve V1 in room R1 by a stroke of 4%. Defining the valve characteristic Fig. 2 This results in changes in the relative mass flow of 11% in room 1 and 7% in room 2.

Würden beide Raumtemperaturregler unabhängig vom Arbeitsbereich mit einem festen Regelparameter Kp von 4%/K betrieben werden, so würde dies in Raum R2 in einer unmerklichen Massenstromreduktion durch das Ventil V2 von nur 0.2% resultieren. Umgekehrt würde bei Ventil V1 in Raum R1 ein fest vorgegebenes Kp von 36%/K zu einem kompletten Schließen des Ventiles V1 mit einer Änderung des Massenstromes von 29% (bei Ventilhub 10%) auf 0% führen. Im zweiten Fall wäre die Reaktion des Raumtemperaturreglers viel zu stark, was zu Instabilitäten (Schwingen) im Regelkreis führen kann. Im ersten Fall wäre hingegen die Reaktion des Reglers in Raum R1 viel zu schwach, um einen spürbaren Effekt auf die Raumtemperatur zu bewirken. In beiden Fällen würde dies insbesondere in Kombination mit dem überlagerten Vorlauftemperaturregelkreis dazu führen, dass dieser praktisch nicht mehr oder erst deutlich verspätet auf den Fremdwärmeeintrag durch eine Anpassung der Vorlauftemperatur reagieren könnte, so dass ein unzureichendes Zusammenspiel der beiden Regelkreise resultieren würde. Durch das Bestimmen der Regelparameter in Abhängigkeit der aktuellen Stellgliedöffnungen können die Raumregler jeweils für den aktuellen Arbeitsbereich optimiert werden, so dass ein korrekter Betrieb in allen Arbeitsbereichen ermöglicht wird.If both room temperature controllers were operated independently of the working range with a fixed control parameter K p of 4% / K, this would result in room R2 in an insignificant mass flow reduction by the valve V2 of only 0.2%. Conversely, when the valve V1 in space R1 a fixed predetermined K p of 36% / K for a complete closing of the valve V1 with a change of the mass flow of 29% (with valve lift 10%) to 0%. In the second case, the reaction of the room temperature controller would be much too strong, which can lead to instabilities (oscillations) in the control loop. In the first case, however, the response of the regulator in room R1 would be far too weak to have a noticeable effect on room temperature. In both cases, this would lead, in particular in combination with the superimposed flow temperature control loop, to the fact that it would not be able to react to the external heat input by adapting the flow temperature practically no longer or only significantly later, so that an insufficient interaction of the two control circuits would result. By determining the control parameters as a function of the current actuator openings, the room controllers can each be optimized for the current work area, so that a correct operation in all work areas is made possible.

Das Koppeln der beiden Regelkreise zur Vorlauftemperaturregelung und zur Einzelraumregelung bewirkt einen weiteren Effekt. Ausgehend vom stationären Zustand mit Ventilöffnungsgraden von 90% (V2 in Raum R2) und 10% (V1 in Raum R1) resultiert durch einen plötzlichen Fremdwärmeeintrag in Raum R2, zum Beispiel verursacht durch Sonneneinstrahlung, ein Raumtemperaturanstieg. Übersteigt die Raumisttemperatur TR die vorgegebene Raumsolltemperatur TR,W, so wird Ventil V2 durch den Raumtemperaturregler um einen entsprechenden Betrag geschlossen. Durch die Kopplung der Vorlauftemperatur an den Öffnungsgrad des Ventils des Referenzraums wird die Vorlaufsolltemperatur TVL,W ebenfalls von der zentralen Regeleinrichtung Z abgesenkt, denn der überlagerte Regelkreis der Vorlauftemperaturregelung versucht, den Öffnungsgrad Hakt des Ventils im Referenzraum auf den vorgegebenen Sollwert HW einzustellen.The coupling of the two control loops for flow temperature control and for individual room control causes a further effect. Starting from the stationary state with valve opening degrees of 90% (V2 in room R2) and 10% (V1 in room R1), a sudden increase in external heat in room R2, for example caused by solar radiation, results in an increase in room temperature. If the actual room temperature T R exceeds the predetermined desired room temperature T R, W , valve V2 is closed by the room temperature controller by a corresponding amount. By the coupling of the flow temperature to the opening degree of the valve of the reference space, the flow target temperature T VL, W is also lowered by the central control device Z, because the superimposed control loop of the flow temperature control tries to set the opening degree H act of the valve in the reference space to the predetermined setpoint H W. ,

Durch das Absenken der Vorlauftemperatur wird der Raumtemperaturregler in Raum R1 das Ventil V1 öffnen, um ein Absinken der Raumtemperatur TR unter den Sollwert TR,W zu verhindern. Dies kann dazu führen, dass der Öffnungsgrad Hakt des Ventils V1 größer wird als der Öffnungsgrad Hakt des Ventils V2, so dass Raum R1 zum Referenzraum wird. Da der Unterschied zwischen dem maximalen Ventilhub von 90% im Referenzraum R2 und dem Ventilhub von 10% in Raum R1 zunächst sehr groß ist, kann es jedoch eine längere Zeit dauern, bevor der Ventilhub in Raum R1 größer wird als in Raum R2 und der Raum R1 zum Referenzraum wird. Dies kann bei der Absenkung der Vorlauftemperatur TVL jedoch zu einem großen Temperaturabfall der Raumtemperatur TR in Raum R1 führen. Schon ein Temperaturabfall von ungefähr 1 K kann von einem Benutzer des Raumes als spürbarer Wärmeverlust wahrgenommen werden.By lowering the flow temperature, the room temperature controller in room R1 will open the valve V1 to prevent the room temperature T R from falling below the setpoint T R, W. This may cause the opening degree H act of the valve V1 to be greater than the opening degree H act of the valve V2, so that the space R1 becomes the reference space. However, since the difference between the maximum valve lift of 90% in the reference space R2 and the valve lift of 10% in the room R1 is initially very large, it may take a longer time before the valve lift in the room R1 becomes larger than in the room R2 and the room R1 becomes the reference room. However, this can lead to a large temperature drop in the room temperature T R in room R1 when the flow temperature T VL is lowered. Even a temperature drop of about 1 K can be perceived by a user of the room as a noticeable loss of heat.

Um einen großen Temperaturabfall in Räumen, die nicht Referenzraum sind, zu vermeiden, kann das erfindungsgemäße Verfahren um einen weiteren Aspekt ergänzt werden. Hierbei werden die Regelparameter der Raumtemperaturregler in Abhängigkeit eines Freigabesignals temporär unter Anwendung eines modifizierten Verfahrens bestimmt, um auf die oben beschriebene Situation zu reagieren. Dabei wird der Parameter Kpmax in Abhängigkeit der Differenz zwischen dem maximalen aktuell (im Referenzraum) eingestellten Ventilhub und dem Ventilhub der jeweiligen Ventile in den Räumen, die nicht Referenzraum sind, bestimmt. Bei einer großen Differenz ist eine stärkere Reaktion des jeweiligen Raumtemperaturreglers vonnöten (größeres Kpmax), da es länger dauert, bis das entsprechende Ventil weit genug öffnet, um zum Referenzraum zu werden und damit die Kontrolle über die Vorlauftemperatur zu übernehmen. Bei einem kleinen Unterschied zwischen dem maximalen Ventilhub und dem jeweiligen Ventilhub ist hingegen eine kleinere Reaktion vonnöten, da dann das Ventil deutlich schneller zum Referenzraum und damit die Maßgabe für die benötigte Vorlauftemperatur werden kann.In order to avoid a large temperature drop in rooms that are not reference space, the method according to the invention can be supplemented by a further aspect. In this case, the control parameters of the room temperature controller are temporarily suspended as a function of an enable signal Application of a modified method determined to respond to the situation described above. In this case, the parameter K pmax is determined as a function of the difference between the maximum actual (in the reference space) set valve lift and the valve lift of the respective valves in the rooms which are not reference room. With a large difference, a stronger reaction of the respective room temperature controller is required (larger K pmax ), as it takes longer for the corresponding valve to open far enough to become the reference room and thus to take control of the flow temperature. With a small difference between the maximum valve lift and the respective valve lift, however, a smaller reaction is required, since then the valve can be much faster to the reference room and thus the proviso for the required flow temperature.

Fig. 5 illustriert ein Verfahren zum Erzeugen eines entsprechenden Freigabesignals in Abhängigkeit einer Vielzahl von festgelegten Bedingungen. Ziel ist es, eine Verringerung des Öffnungsgrades des Ventils im Referenzraum, zum Beispiel aufgrund eines Fremdwärmeeintrags oder eines Sollwertsprungs nach unten zu detektieren, und, basierend darauf, eine Übersteuerung der Regelparameter für eine definierte Zeitdauer freizugeben. Fig. 5 illustrates a method of generating a corresponding enable signal in response to a variety of specified conditions. The aim is to detect a reduction in the degree of opening of the valve in the reference space, for example due to an external heat input or a setpoint jump down, and, based on it, to release an override of the control parameters for a defined period of time.

Im Schritt S1a wird geprüft, ob das Freigabesignal zum Übersteuern der Regelparameter bereits aktiv ist. Ist dies der Fall (J), so erfolgt im Schritt S1b eine Überprüfung, ob die definierte Zeitdauer bereits abgelaufen ist oder nicht. Ist die Zeitdauer noch nicht abgelaufen (N) geht das Verfahren wieder zurück zu Schritt S1a. Wenn die Zeitdauer schon abgelaufen ist (J in S1b), so geht das Verfahren weiter zu Schritt S5b, in dem das Freigabesignal zum Übersteuern der Regelparameter auf null gesetzt wird.In step S1a it is checked whether the enable signal for overriding the control parameters is already active. If this is the case (J), a check is made in step S1b as to whether the defined time period has already expired or not. If the time has not yet elapsed (N), the process goes back to step S1a. If the time has already elapsed (J in S1b), the process proceeds to step S5b, where the enable signal for overriding the control parameters is set to zero.

Ist das Ergebnis der Überprüfung in Schritt S1a, dass das Freigabesignal noch nicht aktiv ist, so geht das Verfahren weiter zum Schritt S2, in dem eine erste festgelegte Bedingung geprüft wird. Die erste Bedingung kann beispielsweise sein, dass sich die Stellgliedöffnung Hmax im Referenzraum innerhalb eines festgelegten Zeitintervalls Δt um einen festgelegten Betrag ΔH(Δt) verringert hat. In anderen Worten, die Bedingung Hmax (t - Δt) - Hmax (t) > ΔH(Δt) muss erfüllt sein, wobei der Zeitpunkt t der aktuelle Zeitpunkt ist. Ein Verringern der Stellgliedöffnung ist ein Zeichen dafür, dass die Raumisttemperatur TR größer als oder gleich groß wie die Raumsolltemperatur TR,W ist. Ist die Bedingung erfüllt (J), so geht das Verfahren weiter zu Schritt S3. Andernfalls (N) geht das Verfahren weiter zu Schritt S5b, so dass kein Freigabesignal erteilt wird.If the result of the check in step S1a is that the release signal is not yet active, the method proceeds to step S2, in which a first specified condition is checked. The first condition may be, for example, that the actuator opening H max in the reference space has decreased within a specified time interval Δt by a specified amount ΔH ( Δt ). In other words, the condition H max (t - Δ t) - H max (t)> AH (At) must be satisfied with the time t is the current time. Decreasing the actuator opening is an indication that the actual room temperature T R is greater than or equal to the desired room temperature T R, W. If the condition is satisfied (J), the process proceeds to step S3. Otherwise (N), the process proceeds to step S5b, so that no release signal is issued.

Im Schritt S3 kann als zweite Bedingung überprüft werden, ob die Raumisttemperatur TR im Referenzraum gleich groß wie oder größer als die Raumsolltemperatur TR,W des Referenzraums ist. Wie oben beschrieben, führt dies insbesondere dazu, dass der Raumtemperaturregler den Öffnungsgrad des Stellglieds verringert. Ist die zweite Bedingung erfüllt (J), so geht das Verfahren weiter zu Schritt S4. Andernfalls (N) geht das Verfahren weiter zu Schritt S5b, so dass kein Freigabesignal erteilt wird.In step S3 can be checked as a second condition, whether the Raumisttemperatur T R in the reference space is equal to or greater than the desired room temperature T R, W of the reference space is. In particular, as described above, the room temperature controller reduces the opening degree of the actuator. If the second condition is satisfied (J), the process proceeds to step S4. Otherwise (N), the process proceeds to step S5b, so that no release signal is issued.

Im Schritt S4 kann als dritte Bedingung überprüft werden, ob die aktuell eingestellte Stellgliedöffnung Hakt im Referenzraum kleiner ist als der Sollwert der Stellgliedöffnung HW . Ist dies der Fall, so wird die zentrale Regeleinrichtung Z die Vorlaufsolltemperatur TVL,W verringern, was wie bereits beschrieben zu einem Temperaturabfall in den anderen Räumen führen kann. Ist die dritte Bedingung erfüllt (J), so geht das Verfahren weiter zu Schritt S5a. Andernfalls (N) geht das Verfahren weiter zu Schritt S5b, so dass kein Freigabesignal erteilt wird.In step S4 can be checked as a third condition, whether the currently set actuator opening H act in the reference space is smaller than the target value of the actuator opening H W. If this is the case, the central control device Z will reduce the desired flow temperature T VL, W , which, as already described, can lead to a temperature drop in the other rooms. If the third condition is satisfied (J), the process proceeds to step S5a. Otherwise (N), the process proceeds to step S5b, so that no release signal is issued.

In Schritt S5a wird bei Erfüllen der Bedingungen das Freigabesignal aktiviert. Anschließend geht das Verfahren wieder zurück zum ersten Schritt S1a, so dass ein zyklischer Ablauf erfolgt. Ausgehend von Schritt S5b kann das Verfahren ebenfalls zum ersten Schritt S1a zurückkehren, oder es kann eine Wartezeit festgelegt werden, bevor erneut das Vorliegen der Bedingungen geprüft wird.In step S5a, when the conditions are met, the enable signal is activated. The method then goes back to the first step S1a, so that a cyclical sequence takes place. Starting from step S5b, the method may also return to the first step S1a, or a waiting time may be set before again checking the existence of the conditions.

Im Folgenden wird ausgehend von dem Beispiel mit einem Öffnungsgrad von 90% des Ventils V2 in Raum R2 und einem Öffnungsgrad Hakt von 10% des Ventils V1 in Raum R1 das Übersteuern der Regelparameter näher erläutert. Aufgrund eines Fremdwärmeeintrags steigt die Raumisttemperatur TR im Referenzraum R2 über den Sollwert TR,W der Raumtemperatur an. Der maximale aktuell eingestellte Ventilhub Hmax des Ventils V2 im Referenzraum R2 reduziert sich dadurch innerhalb eines Zeitraums Δt von fünfzehn Minuten um einen Differenzbetrag von 10% (von 90% auf 80%) und damit unter den vorgegebenen Sollwert HW . Als Grenzwert ΔH(Δt) sind beispielsweise 5% vorgegeben. Da somit die erste Bedingung gemäß Schritt S2 erfüllt ist, kann die Parameterübersteuerung aktiviert werden.In the following, starting from the example with an opening degree of 90% of the valve V2 in room R2 and an opening degree H akt of 10% of the valve V1 in room R1, the overriding of the control parameters is explained in more detail. Due to an external heat input, the actual room temperature T R in the reference room R2 rises above the setpoint value T R, W of the room temperature. The maximum currently set valve lift H max of the valve V2 in the reference space R2 is thereby reduced within a period Δ t of fifteen minutes by a difference of 10% (from 90% to 80%) and thus below the predetermined setpoint H W. As limit ΔH ( Δt ), for example, 5% are given. Thus, since the first condition is satisfied according to step S2, the parameter override can be activated.

Das Verringern des Ventilhubs Hakt durch den Vorlauftemperaturregler im Referenzraum bewirkt auch ein Absenken der die Vorlaufsolltemperatur TVL,W durch die zentrale Regeleinrichtung Z. Dies führt nun dazu, dass die Raumisttemperatur TR in Raum R1 abzusinken beginnt. Ein neuer Parameter Kpmax wird dann ausgehend vom altern Wert K pmax = 40 % K

Figure imgb0006
anhand der folgenden Formel berechnet: K pmax_neu = 2 ⋅ K pmax 40 % ⋅ H max − H akt + K pmax
Figure imgb0007
 K pmax_neu = 2 ⋅ 40 40 ⋅ 70 % K + 40 % K = 180 % K
Figure imgb0008
 The reduction of the valve lift H act by the flow temperature controller in the reference space also causes a lowering of the desired flow temperature T VL, W by the central control device Z. This now leads to the Raumisttemperatur T R begins to decrease in space R1. A new parameter K pmax is then derived from the old value K pmax = 40 % K
Figure imgb0006
 calculated using the following formula: K pmax_neu = 2 ⋅ K pmax 40 % ⋅ H Max - H act + K pmax
Figure imgb0007
 K pmax_neu = 2 ⋅ 40 40 ⋅ 70 % K + 40 % K = 180 % K
Figure imgb0008

Dies führt dann gemäß der anhand von Fig. 3 beschriebenen Parameterbestimmung zu den folgenden Regelparametern für den Raumtemperaturregler in Raum R1: K p = 180 % K ⋅ 0.1 = 18 % K

Figure imgb0009
K i = 18 % K ÷ 3600 s = 0.005 % Ks
Figure imgb0010
 This then leads according to the basis of Fig. 3 described parameter definition for the following control parameters for the room temperature controller in room R1: K p = 180 % K ⋅ 0.1 = 18 % K
Figure imgb0009
 K i = 18 % K ÷ 3600 s = 0005 % Ks
Figure imgb0010

Beide Parameter Kp und Ki werden also ungefähr um einen Faktor fünf überhöht. Die hierdurch verstärkte Reaktion des Raumtemperaturreglers in Raum R1 ermöglicht eine schnellere Übergabe des Referenzraumes von Raum R2 auf Raum R1.Both parameters K p and K i are thus increased by approximately a factor of five. The thus amplified reaction of the room temperature controller in room R1 allows a faster transfer of the reference space from room R2 to room R1.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Heizungsanlage 1, die im Wesentlichen der Heizungsanlage 1 der Fig. 1 entspricht, wobei die Heizungsanlage 1 eine im Wesentlichen beliebige Anzahl n an Heizkörpern HK1 bis HKn in einer Vielzahl von Räumen R1 bis Rn umfasst. Die zentrale Regeleinrichtung Z ist konfiguriert, die aktuell eingestellten Ventilhübe (Stellgliedöffnungen) Hakt aller Ventile (Stellglieder) V1 bis Vn der Heizkörper HK1 bis HKn zu erfassen. Eine externe oder intern in der Regeleinrichtung Z verbaute Elektronik MAX ermittelt aus den aktuell eingestellten Ventilhüben Hakt einen Maximalwert Hmax . Der Raum Ri, in dem sich das Stellglied Vi mit der maximalen aktuell eingestellten Stellgliedöffnung Hmax befindet, wird als Referenzraum für das Bestimmen der Vorlaufsolltemperatur TVL,W festgelegt. Die zentrale Steuereinrichtung Z ermittelt dann in Abhängigkeit einer Differenz zwischen dem maximalen aktuell eingestellten Ventilhub Hmax und einem vorgegebenen Sollwert HW für den maximalen Ventilhub den Sollwert TVL,W für die Vorlauftemperatur. Fig. 4 shows a further embodiment of a heating system 1, which is essentially the heating system 1 of Fig. 1 corresponds, wherein the heating system 1 comprises a substantially arbitrary number n of radiators HK1 to HKn in a plurality of spaces R1 to Rn. The central control device Z is configured to detect the currently set valve lifts (actuator openings) H act of all valves (actuators) V1 to Vn of the radiators HK1 to HKn. An external or internal in the control device Z built-in electronics MAX determined from the currently set valve strokes H act a maximum value H max . The space Ri in which the actuator Vi is located with the maximum currently set actuator opening H max is set as the reference space for determining the desired flow temperature T VL, W. The central control device Z then determines the setpoint value T VL, W for the flow temperature as a function of a difference between the maximum currently set valve lift H max and a predetermined setpoint H W for the maximum valve lift.

Insbesondere prüft die zentrale Regeleinrichtung Z, ob der maximale aktuell eingestellte Ventilhub Hmax größer oder kleiner als der vorgegebene Sollwert HW für den maximalen Ventilhub ist. Eine hohe Vorlauftemperatur TVL kann dazu führen, dass die Einstelleinrichtungen E1 bis En in den einzelnen Räumen R1 bis Rn die Ventile V1 bis Vn der Heizköper HK1 bis HKn mit relativ kleinen Ventilhüben Hakt betreiben, da schon ein kleiner Volumenstrom zu einer ausreichenden Heizleistung zum Aufheizen der Räume führen kann.In particular, the central control device Z checks whether the maximum currently set valve lift H max is greater or smaller than the predetermined setpoint value H W for the maximum valve lift. A high flow temperature T VL can cause the setting devices E1 to En in the individual rooms R1 to Rn to operate the valves V1 to Vn of the heating bodies HK1 to HKn with relatively small valve strokes H akt , since even a small volume flow leads to sufficient heating power Heating the rooms can lead.

Ziel des Verfahrens ist es unter anderem, die Heizungsanlage 1 mit einer möglichst niedrigen Vorlauftemperatur TVL zu betreiben. Stellt die zentrale Regeleinrichtung Z also fest, dass der maximale aktuell einstellte Ventilhub Hmax kleiner als ein vorgegebener Sollwert HW ist, so kann die Vorlauftemperatur TVL abgesenkt werden. Dies führt dazu, dass die Einstelleinrichtungen E1..En in den einzelnen Räumen R1...Rn die Ventile V1..Vn weiter öffnen, um eine gleichbleibende Heizleistung zu erzielen. Beispielsweise kann der Sollwert HW für den maximalen Ventilhub (im Referenzraum) 90% betragen. Die zentrale Regeleinrichtung Z senkt den Sollwert TVL,W der Vorlauftemperatur TVL so lange schrittweise, zum Beispiel um eine festgelegte Temperaturänderung ab, bis der maximal aktuell einstellte Ventilhub Hmax dem Sollwert HW entsprechend 90% beträgt.The aim of the method is, inter alia, to operate the heating system 1 with the lowest possible flow temperature T VL . If the central control device Z thus determines that the maximum currently set valve lift H max is smaller than a predefined setpoint H W , then the flow temperature T VL can be lowered. As a result, the adjusting devices E1..En in the individual spaces R1... Rn open the valves V1..Vn further in order to achieve a constant heating power. For example, the desired value H W for the maximum valve lift (in the reference space) can be 90%. The central control device Z lowers the setpoint T VL, W of the flow temperature T VL so long step by step, for example, by a predetermined temperature change, until the maximum currently set valve lift H max is the target value H W corresponding to 90%.

Eine Erhöhung der Vorlauftemperatur TVL wird hingegen bei einer Überschreitung des Sollwerts HW vorgenommen, indem ein entsprechend höherer Sollwert TVL,W der Vorlauftemperatur erzeugt wird. Somit ist die zentrale Regeleinrichtung Z konfiguriert, anhand der Vorlauftemperatur TVL auf einen maximalen Ventilhub zu regeln. Hierdurch kann zum einen die Vorlauftemperatur TVL auf einen möglichst kleinen Wert eingestellt werden und andererseits ein möglichst großer Volumenstrom erreicht werden. Der Sollwert TVL,W der Vorlauftemperatur wird üblicherweise wie in Fig. 4 angedeutet anhand einer Heizkennlinie bestimmt. Das beschriebene Verfahren kann somit insbesondere eine Korrektur der aus der Heizkennlinie ermittelten Vorlaufsolltemperatur TVL,W bestimmen. Die aus der Heizkennlinie ermittelte Vorlaufsolltemperatur TVL,W wird dann mit dem von der zentralen Regeleinrichtung Z ermittelten Korrekturwert addiert.An increase in the flow temperature T VL is, however, made when exceeding the setpoint H W by a correspondingly higher setpoint T VL, W of the flow temperature is generated. Thus, the central control device Z is configured to regulate on the basis of the flow temperature T VL to a maximum valve lift. In this way, on the one hand, the flow temperature T VL can be set to the smallest possible value and, on the other hand, the largest possible flow rate can be achieved. The setpoint T VL, W of the flow temperature is usually as in Fig. 4 indicated determined on the basis of a heating characteristic. The described method can thus in particular determine a correction of the setpoint flow temperature T VL, W determined from the heating characteristic curve. The desired flow temperature T VL, W determined from the heating curve is then added to the correction value determined by the central control device Z.

Bei der beschriebenen Optimierung der Vorlauftemperatur TVL kann der Sollwert TVL,W der Vorlauftemperatur so vorgegeben werden, dass sich im Referenzraum ein Ventilhub entsprechend dem vorgegebenen Sollwert HW einstellt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die zentrale Regeleinrichtung Z die Vorlauftemperatur TVL beeinflusst, während der Ventilhub lokal vom Raumtemperaturregler der jeweiligen Einstelleinrichtung E1...En oder der zentralen Regeleinrichtung Z geregelt wird.In the described optimization of the flow temperature T VL of the target value T VL, W of the flow temperature can be set so that adjusts a valve lift according to the predetermined desired value H W in the reference space. It should be noted that the central control device Z affects the flow temperature T VL , while the valve is controlled locally by the room temperature controller of the respective setting E1 ... En or the central control device Z.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.The features disclosed in the foregoing description, the claims and the drawings may be of importance both individually and in any combination for the realization of the invention in its various forms.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Heizungsanlageheating system
R1R1
erster Raumfirst room
R2R2
zweiter Raumsecond room
WEWE
Wärmeerzeugerheat generator
VLVL
Vorlaufleader
RLRL
Rücklaufreturns
HK1HC1
erster Heizkörperfirst radiator
HK2HC2
zweiter Heizkörpersecond radiator
V1V1
erstes Ventil (Stellglied)first valve (actuator)
V2V2
zweites Ventil (Stellglied)second valve (actuator)
PP
Pumpepump
E1E1
erste Einstelleinrichtungfirst adjustment device
E2E2
zweite Einstelleinrichtungsecond adjustment device
ZZ
zentrale Regeleinrichtungcentral control device

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben einer Heizungsanlage (1) in einem Gebäude mit mindestens einem beheizbaren Raum (R1), wobei die Heizungsanlage (1) umfasst: - mindestens einen Heizkörper (HK1) in jedem beheizbaren Raum (R1), wobei der mindestens eine Heizkörper (HK1) ein Stellglied (V1) zum Einstellen eines Volumenstroms durch den Heizkörper (HK1) umfasst; - einen Wärmeerzeuger (WE) zum Erhitzen eines Trägermediums, das über - einen Vorlauf (VL) zu - dem mindestens einen Heizkörper (HK1) fließt und über - einen Rücklauf (RL) zurück zum Wärmeerzeuger (WE) fließt; - eine im Vorlauf (VL) oder Rücklauf (RL) angeordnete Pumpe (P) zum Fördern des Trägermediums; - einen im Vorlauf (VL) angeordneten Temperatursensor zum Ermitteln einer Vorlauftemperatur (TVL ) des Trägermediums; - einen in dem mindestens einen beheizbaren Raum (R1) angeordneten Temperatursensor zum Ermitteln einer Raumisttemperatur (TR ) des Raumes (R1); - eine Regeleinrichtung (Z) die den Wärmeerzeuger (WE) regelt oder steuert, um die Vorlauftemperatur (TVL ) des Trägermediums auf eine vorgegebene Vorlaufsolltemperatur (T VL,W ) einzustellen; und - einen Raumtemperaturregler zum Regeln der Raumtemperatur durch Einstellen einer Stellgliedöffnung (Hakt ) des Stellglieds (V1) in Abhängigkeit einer jeweils vorgegebenen Raumsolltemperatur (TR,W ) und der ermittelten Raumisttemperatur (TR ), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - Erfassen einer aktuellen Stellgliedöffnung (Hakt ) des Stellglieds (V1) des mindestens einen Heizkörpers (HK1); - Bestimmen der Vorlaufsolltemperatur (T VL,W ) in Abhängigkeit der aktuellen Stellgliedöffnung (Hakt ) des Stellglieds (V1) des mindestens einen Heizkörpers (HK1); und - Bestimmen eines Satzes von Regelparametern (Kp, Ki ) zum Betreiben des Raumtemperaturreglers in Abhängigkeit der aktuellen Stellgliedöffnung (Hakt ) des Stellglieds (V1). Method for operating a heating installation (1) in a building with at least one heatable space (R1), the heating installation (1) comprising: - At least one radiator (HK1) in each heatable space (R1), wherein the at least one radiator (HK1) comprises an actuator (V1) for adjusting a volume flow through the radiator (HK1); - A heat generator (WE) for heating a carrier medium, the over - a flow (VL) to - The at least one radiator (HK1) flows and over - a return (RL) flows back to the heat generator (WE); - A in the flow (VL) or return (RL) arranged pump (P) for conveying the support medium; - A in the flow (VL) arranged temperature sensor for determining a flow temperature ( T VL ) of the carrier medium; - One in the at least one heatable space (R1) arranged temperature sensor for determining a Raumisttemperatur ( T R ) of the space (R1); - A control device (Z) which controls the heat generator (WE) or controls to set the flow temperature ( T VL ) of the carrier medium to a predetermined flow temperature setpoint ( T VL , W ); and a room temperature controller for controlling the room temperature by setting an actuator opening ( H act ) of the actuator (V1) as a function of a respective predetermined desired room temperature ( T R, W ) and the determined Raumisttemperatur ( T R ), the method comprising the following steps: - Detecting a current actuator opening ( H act ) of the actuator (V1) of the at least one radiator (HK1); Determining the desired flow temperature ( T VL , W ) as a function of the current actuator opening ( H act ) of the actuator (V1) of the at least one radiator (HK1); and - Determining a set of control parameters ( K p , K i ) for operating the room temperature controller as a function of the current actuator opening ( H act ) of the actuator (V1). Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Gebäude mindestens zwei beheizbare Räume (R1, R2) mit jeweils mindestens einem Heizkörper (HK1, HK2) aufweist, wobei das Verfahren ferner umfasst: - Erfassen aller aktuell eingestellten Stellgliedöffnungen (Hakt ) und Ermitteln einer maximalen aktuell eingestellten Stellgliedöffnung (Hmax ); und - Bestimmen der Vorlaufsolltemperatur (T VL,W ) in Abhängigkeit der maximalen aktuell eingestellten Stellgliedöffnung (Hmax ), wobei der Satz von Regelparametern (Kp, Ki ) für jeden Raumtemperaturregler jeweils in Abhängigkeit der aktuellen Stellgliedöffnung (Hakt ) bestimmt wird.Method according to claim 1, wherein the building has at least two heatable spaces (R1, R2) each having at least one heating body (HK1, HK2), the method further comprising: - Recording all currently set actuator openings ( H act ) and determining a maximum currently set actuator opening ( H max ); and Determining the desired flow temperature ( T VL , W ) as a function of the maximum currently set actuator opening ( H max ) , wherein the set of control parameters ( K p , K i ) for each room temperature controller in each case depending on the current actuator opening ( H act ) is determined. Verfahren nach Anspruch 2, wobei: - die Vorlaufsolltemperatur (T VL,W ) abgesenkt wird, falls die maximale aktuell eingestellte Stellgliedöffnung (Hmax) kleiner als ein vorgegebener Sollwert (HW ) für die maximale Stellgliedöffnung ist oder - die Vorlaufsolltemperatur (T VL,W ) erhöht wird, falls die maximale aktuell eingestellte Stellgliedöffnung (Hmax ) größer als der vorgegebene Sollwert (HW ) für die maximale Stellgliedöffnung ist. The method of claim 2, wherein: - The flow target temperature ( T VL , W ) is lowered, if the maximum currently set actuator opening (H max ) is less than a predetermined set value ( H W ) for the maximum actuator opening or - The flow target temperature ( T VL , W ) is increased if the maximum currently set actuator opening ( H max ) is greater than the predetermined set value ( H W ) for the maximum actuator opening. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Satz von Regelparametern (Kp, Ki ) zum Betreiben der Raumtemperaturregler der Stellglieder (V1, V2) mit einer aktuellen Stellgliedöffnung (Hakt ) kleiner als die maximale aktuell eingestellte Stellgliedöffnung (Hmax ) jeweils in Abhängigkeit der aktuellen Stellgliedöffnung (Hakt ) und der maximalen aktuell eingestellten Stellgliedöffnung (Hmax ) bestimmt wird, falls eine festgelegte Bedingung erfüllt ist.The method of claim 2 or 3, wherein the set of control parameters ( K p , K i ) for operating the room temperature controller of the actuators (V1, V2) with a current actuator opening ( H act ) is less than the maximum currently set actuator opening ( H max ) respectively is determined as a function of the current actuator opening ( H act ) and the maximum currently set actuator opening ( H max ), if a specified condition is met. Verfahren nach Anspruch 4, wobei als Bedingung festgelegt ist, dass sich die maximale Stellgliedöffnung (Hmax ) innerhalb eines festgelegten Zeitintervalls (Δt) um einen festgelegten Betrag verringert hat.The method of claim 4, wherein defined as a condition that the maximum actuator port (H max) within a predetermined time interval (Δ t) has decreased by a predetermined amount. Verfahren nach Anspruch 4, wobei als Bedingung festgelegt ist, dass die Raumisttemperatur (TR ) im Raum mit der maximalen aktuell eingestellten Stellgliedöffnung (Hmax ) größer als die Raumsolltemperatur (TR,W ) ist.The method of claim 4, wherein it is specified as a condition that the Raumisttemperatur ( T R ) in the room with the maximum currently set actuator opening ( H max ) is greater than the desired room temperature ( T R, W ). Heizungsanlage (1) in einem Gebäude mit mindestens einem beheizbaren Raum (R1), wobei die Heizungsanlage (1) umfasst: - mindestens einen Heizkörper (HK1) in jedem beheizbaren Raum (R1), wobei der mindestens eine Heizkörper (HK1) ein Stellglied (V1) zum Einstellen eines Volumenstroms durch den Heizkörper (HK1) umfasst; - einen Wärmeerzeuger (WE) zum Erhitzen eines Trägermediums, das über - einen Vorlauf (VL) zu - dem mindestens einen Heizkörper (HK1) fließt und über - einen Rücklauf (RL) zurück zum Wärmeerzeuger (WE) fließt; - eine im Vorlauf (VL) oder Rücklauf (RL) angeordnete Pumpe (P) zum Fördern des Trägermediums; - einen im Vorlauf (VL) angeordneten Temperatursensor zum Ermitteln einer Vorlauftemperatur (TVL ) des Trägermediums; - einen in dem mindestens einen beheizbaren Raum (R1) angeordneten Temperatursensor zum Ermitteln einer Raumisttemperatur (TR ) des Raumes (R1); - eine Regeleinrichtung (Z) die konfiguriert ist, den Wärmeerzeuger (WE) zu regeln oder zu steuern, um die Vorlauftemperatur (TVL ) des Trägermediums auf eine vorgegebene Vorlaufsolltemperatur (T VL,W ) einzustellen; und - einen Raumtemperaturregler zum Regeln der Raumtemperatur durch Einstellen einer Stellgliedöffnung (Hakt ) des Stellglieds (V1) in Abhängigkeit einer jeweils vorgegebenen Raumsolltemperatur (TR,W ) und der ermittelten Raumisttemperatur (TR ), wobei die zentrale Regeleinrichtung (Z) konfiguriert ist: - eine aktuelle Stellgliedöffnung (Hakt ) des Stellglieds (V1) des mindestens einen Heizkörpers (HK1) zu erfassen; - die Vorlaufsolltemperatur (T VL,W ) in Abhängigkeit der aktuellen Stellgliedöffnung (Hakt ) des Stellglieds (V1) des mindestens einen Heizkörpers (HK1) zu bestimmen; und - einen Satz von Regelparametern (Kp, Ki ) zum Betreiben des Raumtemperaturreglers in Abhängigkeit der aktuellen Stellgliedöffnung (Hakt ) des Stellglieds (V1) zu bestimmen. Heating installation (1) in a building with at least one heatable space (R1), the heating installation (1) comprising: - At least one radiator (HK1) in each heatable space (R1), wherein the at least one radiator (HK1) comprises an actuator (V1) for adjusting a volume flow through the radiator (HK1); - A heat generator (WE) for heating a carrier medium, the over - a flow (VL) to - The at least one radiator (HK1) flows and over - a return (RL) flows back to the heat generator (WE); - A in the flow (VL) or return (RL) arranged pump (P) for conveying the support medium; - A in the flow (VL) arranged temperature sensor for determining a flow temperature ( T VL ) of the carrier medium; - One in the at least one heatable space (R1) arranged temperature sensor for determining a Raumisttemperatur ( T R ) of the space (R1); a control device (Z) which is configured to regulate or control the heat generator (WE) in order to set the flow temperature ( T VL ) of the carrier medium to a predetermined desired flow temperature ( T VL , W ); and a room temperature controller for controlling the room temperature by setting an actuator opening ( H act ) of the actuator (V1) as a function of a respective predetermined desired room temperature ( T R, W ) and the determined Raumisttemperatur ( T R ) , wherein the central controller (Z) is configured: - To detect a current actuator opening ( H act ) of the actuator (V1) of the at least one radiator (HK1); to determine the desired flow temperature ( T VL , W ) as a function of the current actuator opening ( H act ) of the actuator (V1) of the at least one radiator (HK1); and - To determine a set of control parameters ( K p , K i ) for operating the room temperature controller as a function of the current actuator opening ( H act ) of the actuator (V1). Heizungsanlage nach Anspruch 7, wobei die Heizungsanlage jeweils mindestens einen Heizkörper (HK1, HK2) in mindestens zwei beheizbaren Räume (R1, R2) des Gebäudes aufweist, wobei die zentrale Regeleinrichtung (Z) ferner konfiguriert ist: - alle aktuell eingestellten Stellgliedöffnungen (Hakt ) zu erfassen und eine maximale aktuell eingestellte Stellgliedöffnung (Hmax) zu ermitteln; - die Vorlaufsolltemperatur (T VL,W ) in Abhängigkeit der maximalen aktuell eingestellten Stellgliedöffnung (Hmax ) zu bestimmen; und - den Satz von Regelparametern (Kp, Ki ) für jeden Raumtemperaturregler jeweils in Abhängigkeit der aktuellen Stellgliedöffnung (Hakt ) zu bestimmen. Heating system according to claim 7, wherein the heating system in each case has at least one heating element (HK1, HK2) in at least two heatable rooms (R1, R2) of the building, wherein the central control device (Z) is further configured: - To detect all currently set actuator openings ( H act ) and to determine a maximum currently set actuator opening (H max ) ; to determine the desired flow temperature ( T VL , W ) as a function of the maximum currently set actuator opening ( H max ); and - To determine the set of control parameters ( K p , K i ) for each room temperature controller in each case depending on the current actuator opening ( H act ). Heizungsanlage nach Anspruch 8, wobei die zentrale Regeleinrichtung (Z) ferner konfiguriert ist: - die Vorlaufsolltemperatur (T VL,W ) abzusenken, falls die maximale aktuell eingestellte Stellgliedöffnung (Hmax) kleiner als ein vorgegebener Sollwert (HW ) für die maximale Stellgliedöffnung ist oder - die Vorlaufsolltemperatur (T VL,W ) zu erhöhen, falls die maximale aktuell eingestellte Stellgliedöffnung (Hmax ) größer als der vorgegebene Sollwert (HW ) für die maximale Stellgliedöffnung ist. Heating installation according to claim 8, wherein the central control device (Z) is further configured: to lower the desired flow temperature ( T VL , W ) if the maximum currently set actuator opening (H max ) is less than a predetermined set point ( H W ) for the maximum actuator opening or to increase the flow target temperature ( T VL , W ) if the maximum currently set actuator opening ( H max ) is greater than the predetermined set point ( H W ) for the maximum actuator opening. Heizungsanlage nach Anspruch 8 oder 9, wobei zentrale Regeleinrichtung (Z) ferner konfiguriert ist, den Satz von Regelparametern (Kp, Ki ) zum Betreiben der Raumtemperaturregler der Stellglieder (V1, V2) mit einer aktuellen Stellgliedöffnung (Hakt ) kleiner als die maximale aktuell eingestellte Stellgliedöffnung (Hmax ) jeweils in Abhängigkeit der aktuellen Stellgliedöffnung (Hakt ) und der maximalen aktuell eingestellten Stellgliedöffnung (Hmax) zu bestimmen, falls eine festgelegte Bedingung erfüllt ist.Heating system according to claim 8 or 9, wherein central control device (Z) is further configured, the set of control parameters ( K p , K i ) for operating the room temperature controller of the actuators (V1, V2) with a current actuator opening ( H act ) smaller than that maximum currently set actuator opening ( H max ) depending on the current actuator opening ( H act ) and the maximum currently set actuator opening (H max ) to determine if a specified condition is met.
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